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10월 30일 인공위성 연구소 창립 30주년 기념식 개최
우리 대학은 국내 최초의 인공위성을 쏘아 올린 KAIST 인공위성연구소(SaTReC·소장 권세진)의 창립 30주년 기념식을 오는 10월 30일(수) 대전 본원 대강당에서 개최한다.
기념식에는 KAIST 인공위성연구소의 초대 소장이자 우리나라 최초의 국적 위성인 `우리별 1호'의 아버지로 불리는 故 최순달 전 체신부 장관 가족, 최원호 과학기술정보통신부 거대공공연구정책관·원광연 국가과학기술연구회 이사장·임철호 한국항공우주원 원장·이형목 한국천문연구원 원장 등 정부 및 항공우주연구 분야의 산·학·연 관계자 등 약 100여 명이 참석할 예정이다.
KAIST 인공위성연구소는 1989년 8월 인공위성연구센터로 설립되었으며, 1990년 2월 한국과학재단의 위성 분야 우수연구센터(ERC)에 선정됐다. 설립 직후부터 우주 분야의 인력 양성과 위성기술전수를 위해 영국 서리대학(University of Surrey)과 국제 공동 연구 협약을 맺고 전기전자·물리학·통신·제어·회로 등 다양한 전공 배경을 가진 우수한 학생 5명을 파견해 인공위성 개발에 착수했다.
서리 대학의 기술을 전수받아 완성한 우리별 1호는 1992년 8월 남미 기아나 쿠루 우주기지에서 발사에 성공했다. 이를 통해, 대한민국은 세계에서 22번째로 위성을 보유한 나라가 되었으며, 1993년 9월에는 국내제작위성인 우리별 2호 개발 완료 및 발사를 성공시켰다.
이후, 1990년대 우리별시리즈 3기, 2000년대 과학기술위성시리즈 5기(나로과학위성포함), 차세대소형위성 1기 등 총 9기를 개발했다.
KAIST 인공위성연구소는 국내 연구진이 자체적으로 위성을 개발할 수 있는 기술적 토대를 마련하는 핵심 역할을 수행했으며, 지난 30년 동안 어려운 여건 속에서도 위성에 대한 열정과 도전으로 우리나라 소형 위성 개발을 선도해왔다.
지속적인 연구 개발을 통해 우리별 시리즈, 과학기술위성 시리즈, 차세대소형위성 시리즈를 개발 및 운용을 진행 중이며, 소형위성을 통한 지구관측·우주관측·우주핵심기술검증 및 국가우주개발 전문 인력 양성 등에 기여하고 있다.
특히, 2013년 1월 30일에 발사된 나로과학위성(STSAT-2C)은 우리나라 최초의 발사체인 나로호(KSLV-I)의 우주 궤도 진입을 검증하는데 기여했다.
현재, 독자적인 국내 기술로 개발한 영상레이더 시스템을 탑재한 차세대소형위성 2호를 개발하고 있으며, 2022년 한국형 발사체에 탑재하여 우리 땅에서 우리 기술로 발사할 예정이다.
30일 열리는 기념식에서는 KAIST 인공위성연구소 설립 및 발전에 기여한 연구원들에게 공로를 치하할 예정이다. 우리나라의 인공위성의 선구자인 故최순달 초대 소장에게 감사패가 수여 되며 이번 행사를 위해 미국에서 방문한 최 박사의 가족이 대신 수령하게 된다.
권세진 KAIST 인공위성연구소장은 "우주개발을 위해 일생을 바친 최순달 박사의 숭고한 정신을 이어받아 대한민국의 미래 우주기술 개발에 헌신을 다하겠다ˮ고 말했다. 권 소장은 이어 "우주 기술을 사회에 돌려줘야 한다는 책임 의식을 가지고 우주를 향한 꿈을 펼쳐 가겠다.ˮ고 밝혔다.
한편, 30일엔 기념식의 일환으로 오후 1시 30분부터는 미래우주기술 워크숍이 개최된다. 과학기술위성 1호의 관측 결과(물리학과 민경욱 교수), 초고속 광학기술의 차세대 인공위성 응용/탑재방안(기계공학과 김영진 교수), 우리나라 전기추력 연구개발 현황 및 전망(원자력및양자공학과 최원호 교수) 등 우주분야 연구를 수행하는 8인의 KAIST 교수진이 연사로 나설 예정이다.
2019.10.23 조회수 9545 -
소형 과학로켓 우리새-2호 발사
〈 권 세 진 교수 〉
우리 대학 항공우주공학과 권세진 교수 연구팀이 인공위성연구소와 공동으로 개발한 소형 과학로켓 ‘우리새-2호’를 새만금 간척지에서 발사하는 데 성공했다.
시험 발사는 28일(일) 새만금 간척지 (북위 35도 42분 06초, 동경 126도 33분 36초에서 반경 0.6NM)에서 오전 10시 43분 수행됐다. 이번 발사는 작년 공역 사용 승인을 얻지 못해 취소된 발사시험의 후속 발사였다.
권 교수 팀은 이후 연구용 과학로켓 발사장을 확보하기 위해 노력한 끝에 새만금개발청으로부터 부지 사용허가와 국토교통부 항공교통본부로부터 공역 사용 승인을 받아 발사가 가능하게 됐다. 대한민국 공군과 미국 공군은 연구용 과학로켓을 위해 공역 사용을 승인했다.
소형 과학로켓 우리새-2호는 길이 2.2미터, 직경 0.2미터, 무게 20kg으로 고농도 과산화수소를 산화제로 사용하는 하이브리드 로켓을 추진기관으로 사용한다. 발사 시 엔진이 10초간 작동 후 20여 초 간 관성 비행을 해 최대 고도 3킬로미터까지 도달한 뒤 낙하산을 이용해 지상에서 회수하도록 설계됐다.
연구팀은 과학로켓의 하이브리드 엔진, 비행컴퓨터, 낙하산 사출장치 등 핵심 부품과 비행중인 로켓과 교신하는 지상국을 자체 개발했다. 로켓의 비행 데이터는 모두 지상 통제국으로 전송되는 동시에 로켓 내부의 비행컴퓨터 메모리에 저장된다.
비행중 이상이 발생하면 조기에 엔진을 차단하고 낙하산을 사출하도록 설계됐다. 우리새-2호의 엔진에는 ㈜스페이스솔루션에서 개발한 고성능 추진체 밸브가 장착돼 로켓이 작동하는 동안 전력 공급 없이 연소실로 추진제 공급이 가능하다. 경량화를 위해 추진제 탱크는 ㈜이노컴의 국산 탄소섬유 탱크를 채택했다. 원격 통신기를 포함하는 비행컴퓨터와 지상 통제기는 ㈜나라스페이스에 주문 제작했다.
일반적으로 과학 로켓은 고도 30km 이상에서 준궤도 (Sub Orbital)로 운용되며 로켓 추진기관 기술, 대기권 재진입 기술, 무중력 실험, 우주과학 및 미세먼지 측정과 같은 대기과학 장비들을 탑재할 수 있다. 모든 우주 선진국은 이러한 과학기술 목적 외에 로켓 분야 인력양성을 위해서도 과학로켓을 활용하고 있다.
권세진 교수는 “11월 4일과 12월 6일에도 관계기관으로부터 발사장과 공역 사용 승인을 받았기 때문에 성능 개량한 로켓을 계속 발사할 계획이다. 이번 개발 경험을 토대로 초소형 위성(Cube Satellite)을 저비용으로 지구 궤도에 진입시킬 수 있는 로켓을 계획 중이다”고 말했다.
□ 그림 설명
그림1. 우리새-2호
2018.10.29 조회수 5226 -
Open KAIST 2017 행사, 11월 2일~3일 대전 본원에서 개최
우리대학은 청소년과 일반인들이 세계적인 연구성과물을 쏟아내고 있는 교내 연구·실험실 및 연구센터 등 연구현장을 둘러보고 또 각종 연구성과를 직접 보고 체험할 수 있는 ‘OPEN KAIST 2017’행사를 11월 2일과 3일 이틀간 대전 본원 캠퍼스에서 개최한다. 2001년에 시작돼 올해로 9회째를 맞는 ‘OPEN KAIST’는 교내행사로는 가장 큰 규모로 열리는 우리대학의 가장 대표적인 과학문화 대중화 행사인데 공과대학(학장 김종환 교수·전기및전자공학과)이 주관해 2년마다 개최한다.
이 행사는 특히 일반인에게 과학에 대한 다채로운 과학관련 프로그램 운영을 통해 과학에 대한 궁금증을 풀어주고 미래 한국의 과학기술을 이끌어 갈 청소년들에게는 과학에 대한 꿈과 희망을 키워주는 체험프로그램이다. 다양한 전시물과 프로그램 운영으로 입소문이 나면서 행사 때마다 1만 명 이상의 학생과 일반인이 우리대학을 방문할 정도로 인기를 끌고 있다.
올 행사에는 기계공학과·항공우주공학과·문화기술대학원·전기및전자공학부·전산학부·신소재공학과 등 20개 학과와 인공위성연구소·헬스사이언스연구소·IT융합연구소 등 3개 연구센터, 홍보실 등이 참여한다. 지난 2015년 8회 행사 때보다 참여 학과 및 부서는 4개, 운영 프로그램 수는 6개가 각각 더 늘었다. 이들 학과 및 연구센터는 행사기간 중 ▲연구실 투어 ▲연구성과 전시회 ▲학과소개 ▲특별강연 등 4개 분야에서 총 70개 프로그램을 운영한다.
이번 행사에서 가장 관심을 끌 것으로 기대되는 프로그램은 공과대학이 2일~3일 이틀간 주관, 선보이는 ‘AI 월드컵 2017’ 시범경기다. 올 12월 예정인 ‘AI 월드컵 2017’ 본선을 앞두고 열리는 시범경기는 AI 월드컵 구현방법을 디스플레이 형태로 시연함으로써 참가자들이 보다 직관적으로 이해할 수 있도록 도움을 주고자 마련됐다. ‘AI 월드컵 2017’은 우리대학이 구기 종목 중 인공지능을 채택해서 세계 최초로 여는 공식 축구대회다. Q-Learning을 포함한 AI기술을 기반으로 각 팀당 5대의 학습된 가상의 선수로봇이 참가자의 조작 없이 상대팀 골대에 골을 넣어 득점하는 경기방식으로 치러진다. 참가자가 코딩해서 대회용 서버(Server)에 업로드하면 자동으로 매칭(Matching)을 통해 다른 팀과 경기를 대결하는 롤링 업데이트(Rolling Update)형 풀리그(Full League) 방식으로 진행된다. 11월 1일부터 24일까지 예선기간 동안 누적 경기실적에서 고득점을 획득한 상위 팀끼리 12월 1일 우리대학 본원캠퍼스 KI빌딩에서 결승전을 치룰 예정이다.
다양한 연구실 투어프로그램도 눈길을 끄는데 기계공학과 이두용 교수의‘로봇 및 시뮬레이션 연구실’에서는 의료용 시뮬레이션을 직접 체험할 수 있다. 의료용 시뮬레이션은 의료시술을 훈련하거나 계획하기 위해 실제 시술을 가상환경에서 사실적으로 재현하는 기술이다. 특정 시술에 대한 경험이 부족한 의사들은 훈련용 시뮬레이션을 통해 가상으로 시술을 경험함으로써 숙련도를 높일 수 있고 계획용 시뮬레이션을 이용해서는 시술계획을 사전에 평가·개선할 수 있기 때문에 실제 시술 시 성공률을 높일 수 있다.
항공우주공학과 이정률 교수 연구실은 인공지능 기술을 촬영용 드론이나 RC 자동차 등에 적용해 비행기의 외관 손상을 찾는 방법 등에 대해 소개한다. 또 권세진 교수 로켓연구실에서는 이 연구실에서 직접 제작·발사한 과학로켓(SNUKA Ⅰ&Ⅱ)을 구경하고 설명을 들을 수 있다. 전기및전자공학부 최정우 교수 연구실에서는 열을 이용해서 공기를 압축하고 팽창시켜 소리를 생성하고 음악을 재생하는 신소재 그래핀을 이용한 열 음향 스피커를 시연한다. 이와 함께 건설및환경공학과 김아영 교수 연구실은 도심환경의 정밀한 3차원 맵핑(Mapping)과 관련한 다양한 연구를 수행하고 있는데 이 연구실에서 직접 제작한 모바일 매핑 시스템을 보여주면서 설명과 함께 어떻게 이 맵이 만들어지는지를 실시간으로 보여준다. 모바일 매핑 시스템은 레이저 스캐너·카메라·관성센서·GPS 등 여러 센서를 차량에 장착한 이동형 측량시스템인데 측량이 필요한 곳으로 차량을 이동시키면서 데이터를 획득하고 획득한 데이터를 기반으로 점군 기반의 정밀한 3차원 맵을 생성할 수 있다.
우리대학의 최신 연구성과물도 전시된다. 바이오및뇌공학과는 혈중 암세포 선별 및 분석시스템과 인간감정 모니터링시스템을, 그리고 헤드셋 형태의 뇌파 기기를 머리에 쓰고 상상을 통해 외부기기를 조작하는 뇌·기계 인터페이스 기술을 시연한다. 이도헌 교수가 운영하는 유전자 동의보감사업단에서는 인공지능 가상인체를 이용한 식·약품 발굴기술 등을 전시한다. 산업및시스템공학과는 수학적 모델링·최적화·인공지능 알고리즘이 제조공정에서 어떻게 활용되는지를 보여주는 ‘레고 스마트 제조시스템’, 공정 및 제품 공급현황에 따라 최적화한 건설 및 조선공정을 제시하는 ‘제조 AR/VR 시스템’등 첨단 제조기술을 소개한다. 또 IoT 및 인터넷을 통해 수집한 빅데이터를 산업의 수요에 맞도록 분석해주는 ‘데이터 분석기술’과 ICT 기술과 인문사회과학 이론을 융합해 스마트폰 중독에 대응하기 위해 만든‘스마트폰 중독 자동 판별시스템’등 인간공학 기술도 함께 보여준다.
이밖에 조천식녹색교통대학원은 정지동작과 이동 동작이 가능한 수직 이·착륙 소형 항공기 형태의 드론을 시연한다. 문화기술대학원 비주얼미디어연구실이 보여주는 연구성과물은 광학식 마커와 적외선 카메라를 활용해 사람·동물의 동작을 3D 공간상에 기록하는 모션 캡처시스템과 획득한 동작 데이터를 임의의 3D 캐릭터에 입히는 실시간 리타게팅이다. 관람객들은 이밖에 문화기술대학원이 세계 최초로 자체개발에 성공한 미래형 상영기술인 스크린X와 증강현실 기반의 유적지 스마트 투어시스템 등을 전시하고 체험할 수 있어 융·복합화 연구중심의 과학기술 발전추세를 한눈에 느낄 수 있다.
다양한 주제와 내용으로 꾸며진 특별강연 프로그램도 눈에 띤다. 전산학부 김주호 교수는‘인간 컴퓨터 상호작용(HCI: Human Computer Interaction)’을 주제로 HCI 분야에 대한 소개와 집단지성으로 복잡한 문제를 풀어가는 크라우딩 기법을 소개할 예정이다. 산업및시스템공학과 이태식 교수와 문일철 교수는 각각 ‘세상 속 산업공학’과 ‘인공지능과 산업공학’을 주제로 일반인의 눈높이에 맞춰 산업공학 개론을 들려준다. 또 수리과학과는 ‘수학과 생물학의 아름다운 만남’이라는 주제로 세상에서 존재하는 가장 복잡한 시스템인 생명현상을 이해하는데 최근 수학이 활발히 사용되는 추이를 반영해 소위 생물학의 6번째 혁명이라 불리는 ‘수리 생물학’에 관해 소개와 함께 고등학교에서 배우는 미·적분을 이용해서 다양한 생명현상과 관련한 퍼즐을 풀어보는 시간을 갖는다.
이밖에 학교 홍보관에서 열리는 댄싱로봇 공연을 비롯해 KI빌딩 1층 로비에 설치된 Dr.M 쇼룸에서는 모바일 헬스케어 기술과 이를 융합한 가상의 미래 스마트 홈·병원을 체험할 수 있다. KI빌딩 3층에서는 1인 가구기반의 미래형 주거(스마트 홈) 공간상의 증강현실 서비스 제공 응용시나리오를 시연하는 등 다양하고 풍부한 볼거리가 준비돼 있어 관람객들은 과학기술에 대한 흥미와 감동을 현장에서 보다 생생하게 느낄 수 있다.
김종환 공과대학장은 “OPEN KAIST는 국민들이 실제 연구가 이뤄지는 KAIST의 연구현장을 직접 보고 체험할 수 있는 유일한 기회”라며 “KAIST는 앞으로 인류사회 발전에 기여하는 연구와 창의적·선도형 융합연구에 역량을 집중해 4차 산업혁명 시대를 선도하는 대학으로 국민들에게 더 가까이 다가설 것”이라고 강조했다.
한편 ‘OPEN KAIST 2017’ 행사기간 중 관람을 원하는 사람들은 별도의 신청절차 없이 당일 안내소에서 배포하는 안내책자를 이용해 본인이 희망하는 프로그램을 선택해서 자율적으로 관람할 수 있다. 행사에 대한 세부적인 프로그램과 일정은 관련 홈페이지(openkaist.ac.kr)를 통해 확인이 가능하다. 행사문의는 공과대학 교학팀(042-350-2491~4).
2017.10.23 조회수 19810 -
KAIST-서울대 공동 연구팀, 하이브리드 과학로켓 발사
〈 권 세 진 교수 〉
우리 대학 항공우주공학과 권세진 교수 연구팀이 서울대학교 로켓 동아리 하나로(지도교수 윤영빈)팀과 공동으로 개발한 소형 하이브리드 과학로켓 SNUKA-Ⅱ를 발사한다.
발사 시험은 28일(금) 열리는 제22차 고흥군 우주항공산업발전협의회 행사의 일환으로 오후 5시 20분 발사돼 오후 6시까지 약 40분간 진행된다.
이 과학 로켓은 총 길이 3.5미터, 직경 0.2미터, 무게 58킬로그램으로 과산화수소를 주 추진체로 사용하는 친환경 과학 로켓이다. 발사 시 엔진이 10초간 작동 후 20여 초 간 관성 비행을 해 최대 고도 3킬로미터까지 도달한 뒤 낙하산을 이용해 지상에 착지한다.
로켓의 비행 데이터는 모두 지상국으로 전송되고 로켓 내부의 데이터 저장 장치에 저장된다. 연구팀은 이번 발사를 위해 상세 설계를 끝낸 뒤 추진기관 지상연소시험, 낙하산 사출장치 시험, 기체구조해석 등을 수행했다.
과학 로켓은 저고도에서 준궤도 수준 고도 범위에서 운용된다. 개발 과정을 통해 로켓 추진기관 기술, 대기권 재진입 기술 등 우주발사체 관련 기반 기술을 확보할 수 있다.
또한 무중력 실험 공간 확보, 대기 측정, 천체 촬영 등의 임무를 수행하며 과학 기술 발전에 기여할 수 있다.
이로 인해 미국이나 유럽 등 우주기술 선진국도 과학 로켓 개발 프로그램에 지속적으로 투자하고 있다.
권 교수 연구팀의 과학 로켓은 최대 2천 500 뉴턴(N)의 추력을 낼 수 있는 하이브리드 로켓 엔진이 장착됐다. 하이브리드 로켓 엔진은 구조가 간단해 취급이 편하면서도 성능이 뛰어나 과학 로켓의 추진기관으로 적합하다.
이 엔진은 ㈜스페이스솔루션에서 개발한 고성능 추진체 밸브가 장착돼 로켓 발사 후에도 지속적 전력 공급 없이 엔진 작동이 가능하다.
촉매반응기를 포함한 모든 부품은 순수 국내 기술로 제작됐고 경량화를 위해 추진제 탱크를 복합 재료로 제작했다. 탄소섬유 튜브를 동체로 활용해 무게를 획기적으로 줄이면서 높은 기계적 성능을 확보하는 설계 기법을 적용했다.
권 교수는 “이번 개발 경험을 토대로 저비용 캔위성(CanSAT)을 우주 궤도에 진입시킬 수 있는 로켓을 구상 중이다”며 “성공적으로 개발한다면 우리나라 위성 및 발사체 기술이 획기적으로 발전할 것이다”고 말했다.
□ 그림 설명
그림1. SNUKA-Ⅱ
그림2. 로켓 엔진 지상시험
2017.07.27 조회수 8505 -
항공 권세진교수팀 달탐사선, 과학카페에서 소개
항공우주공학과 권세진 교수연구실에서 연구개발중인 달탐사선이 KBS-1TV의 인기있는 과학교양프로그램인 ‘과학카페’를 통해 소개된다.
(방영일 2009/11/28 토요일 저녁7시10분 KBS-1TV, 제목 "달로의 귀환")
2009년 세계 천문의 해를 맞이하여 과학카페 제145회분으로 방송되는 ‘달로의 귀환’이란 제목의 방영에서는 인류가 달에 착륙했던 1969년 7월 20일의 아폴로 우주선에 대한 소개를 시작으로 아시아의 달탐사 경쟁에 대한 소개로 일본의 달탐사 위성 카구야와 인도의 찬드라얀 등을 소개한다.
특히 21세기에 들어 세계 각국의 탐사선이 경쟁하듯 달로 향하고 있는 가운데 대한민국의 대표적인 달탐사 관련 연구개발 현장으로 달착륙선을 연구중인 우리대학 항공우주공학과의 권세진 교수연구팀을 자세히 방영할 예정이다. 권세진 교수 연구팀은 7년의 연구 개발을 통해 추력 250N 급의 달 착륙선 엔진을 개발한 바 있다.
KBS-1TV 과학카페 홈페이지 연결하기 http://www.kbs.co.kr/1tv/sisa/science/program/index.html
2009.11.26 조회수 13127 -
고위험.고수익 연구(High Risk High Return Project) 첫 워크샵 개최
- 2008년 선정된 총 44개 과제의 연구과정 및 성과 발표
- 다양한 분야에서 고위험, 고수익 연구를 수행해 온 교수 및 학생들의 노력을 확인하는 자리가 될 것
KAIST(총장 서남표)가 지난 해 역점적으로 추진해온 고위험/고수익 연구(High Risk High Return Project, 이하 HRHRP)의 첫 워크샵을 오는 14일 교내 창의학습관에서 개최한다.
HRHRP는 서남표 총장의 KAIST 2단계 주요 개혁방안 중 하나로, 실패할 위험이 있으나 성공할 경우 획기적인 성과를 거둘 수 있는 아이디어를 공모하여 이를 적극 지원하는 연구사업이다.
기존의 정량적인 평가를 지양하고 아이디어의 독창성과 잠재된 영향력을 가장 중요한 평가기준으로 삼으며, 전임/비전임 교수, 연구원, 학생 등 연구책임자의 신분제한을 없애고, 방대한 분량의 과제제안서 및 보고서를 대폭 간소화하여 연구자의 행정적 부담을 줄이는 등 획기적인 운영방식을 통하여 KAIST의 연구문화를 혁신할 사업으로 주목받고 있다.
현재 달 착륙 탐사 선행연구, 얼음 연료전지와 얼음 자석을 위한 얼음공학, 무정차 고속열차 개발, 떠다니는 항구(Mobile Harbor), 원유유출사고 시 방재를 위한 연구 등 학문․경제․사회적으로 파급효과가 클 것으로 기대되는 연구과제들이 수행되고 있다.
2008년에 선정된 총 44개 연구과제(교수 40명, 학생 4명)의 아이디어, 연구과정 및 성과가 3개의 세션으로 나뉘어 이번 워크샵에서 발표된다. 이외에도 모든 과제의 연구내용을 한 눈에 볼 수 있는 포스터 44점과 달 착륙선 모델(연구책임자 : 항공우주공학전공 권세진교수), 원유유출방재를 위한 협업로봇(연구책임자 : 산업디자인학과 김지훈학생, 박사과정)등 연구결과 얻어진 시제품도 함께 전시될 예정이다.
<행사일정>○ 일 시 : 2009.1.14(수) 09:00~18:00○ 장 소 : 대전 KAIST 창의학습관 터만홀, 101호, 102호
○ 주 최 : KAIST 연구처
○ 일 정 : 첨부된 일정표 참조
2009.01.08 조회수 16828 -
항공우주공학과 권세진 교수, 달착륙선 개발 및 시험성공
- 우주 선진국의 기술이전 기피 핵심기술 자체개발 성공
- NASA 국제 달탐사 네트워크용 달착륙선의 절반비용으로 개발가능
항공우주공학과 로켓 연구실의 권세진(權世震, 49) 교수 연구팀이 (주)스페이스솔루션(대표 이재헌)과 공동으로 달착륙선을 개발하고 시험에 성공했다.
이번에 개발된 달착륙선은 무게가 25kg이고, 엔진은 최대 350N(Newton) 까지 출력을 제어할 수 있어 중력이 지구의 1/6에 불과한 달 표면에 약 20kg 이상의 무게를 착륙시킬 수 있다. 달착륙선은 달 탐사를 위해 필수적인 장치이지만, 로켓기술과 함께 우주 선진국이 원천적으로 기술이전을 기피하고 있는 우주핵심 기술이다. 權 교수의 로켓 연구실에서는 6년여의 연구 끝에 추력조절이 가능한 우주선 엔진 개발에 성공하였으며, 이를 달착륙선에 장착한 시험에 성공하였다. 달착륙선의 성공적인 개발로 현재 논의 중인 우리나라의 달 탐사를 획기적으로 앞당길 수 있을 것으로 기대된다.
權 교수가 개발한 달착륙선에는 최대 350N의 추력을 낼 수 있는 액체추진제 로켓 엔진이 장착되어 있다. 이 엔진은 (주)스페이스솔루션에서 개발한 고성능 추진제 밸브가 장착되어 추력제어가 가능하다. 엔진의 추진제로 친환경 액체 추진제를 사용하였으며, 추진제에 독성이 없어 선진국의 달착륙선에 비해 개발 비용이 절반 수준으로 저렴하다.
權 교수에 의하면, NASA (미 항공우주국)에서 국제 달탐사 네트워크(ILN - International Lunar Network)용으로 개발 중인 달착륙선 한 기의 개발 비용이 1억 달러(1,500억원) 수준이지만, 이번에 개발된 엔진을 사용할 경우 그 절반 수준인 5,000만 달러(750억원)면 가능할 것으로 추정된다. 엔진 내부에 충진되는 촉매반응기를 포함한 모든 부품은 순수 국내기술로 제작됐다. 착륙선 경량화를 위해 추진제 탱크 및 가압용기를 복합재료로 제작하였고, 허니컴 샌드위치 판넬을 이용하는 등, 장치의 무게를 획기적으로 줄이면서도 강성을 높이는 최신 설계 기법을 사용했다.
한편, 단일추진제 로켓 엔진의 성공적인 개발과 더불어 權 교수의 로켓 연구실에서는 현재보다 효율이 2배 향상된 저장성 이원추진제 로켓엔진을 개발 중이다. 이 엔진은 1000N까지 추력을 제어할 수 있어서, 달 탐사를 위한 우주선의 엔진으로 사용할 수 있다.
2008.11.28 조회수 13585 -
항공우주공학과 권세진, 심현철교수, 연료전지 무인기개발
- 액상 수소화물에서 수소추출, 연료전지스택에 공급하는 시스템 개발- 액체연료로는 세계최초, 무인기의 임무한계 획기적 연장 가능성 열어
우리 학교 항공우주공학과 권세진(權世震, 48, 사진왼쪽) 교수, 심현철(沈鉉哲, 38, 사진오른쪽) 교수 연구팀이 연료전지로 구동하는 소형 무인기를 개발했으며, 장시간 시험비행에 성공했다.
이번 연구개발 결과는 기존의 소형 무인기 동력원으로 사용되던 2차 전지를 대체할 수 있는 새로운 동력장치인 연료전지를 이용, 무인기의 임무 한계를 획기적으로 확장할 수 있는 가능성을 열었다는 데 큰 의의가 있다. 감시정찰을 목적으로 하는 소형 무인기는 미국 등 기술 선진국에서 실용화 되었으나, 동력원인 배터리의 에너지 밀도가 낮아 제한적인 임무수행만이 가능했다. 權 교수 연구팀이 개발한 무인기의 연료전지 동력장치는 소음이 없고 효율이 높으며, 액상 수소화물로부터 수소를 추출하기 때문에 기존의 배터리에 비해 에너지 밀도를 10배 이상 향상시켰다. 이번에 개발된 연료전지는 무인기 뿐 아니라 로봇의 전원으로도 사용이 기대된다.
▣ 개발배경연료전지는 차세대 동력원으로 세계 각국에서 개발경쟁이 치열하다. 국내에서도 몇몇 전자 및 화학 업체에서 노트북 컴퓨터용 연료전지를 개발하여 시연한 바가 있고, 자동차 회사에서는 엔진을 대체하기 위한 연료전지를 연구 중에 있다. 그러나 연료전지의 우수성이 잘 나타날 수 있으며 연료전지가 아니면 구현 자체가 어려운 장치는 무인기나 로봇 등과 같은 소형 모바일 시스템이다. 미국의 해군연구소와 조지아공대(Georgia Tech)의 연구팀이 연료전지 무인기를 연구해 왔으나, 이들은 고압의 수소가스를 저장하여 사용하므로, 에너지 밀도를 높이는 데에는 실패했다. 또한 연료 재보급을 위한 시설 등 운용상의 문제점도 가지고 있다. KAIST의 權 교수 연구팀은 액상 수소화물에서 수소를 추출하여 연료전지 스택에 공급하는 시스템을 개발했으며, 이를 시험용 무인기에 탑재하여 장시간 안정적으로 시험비행 하는데 성공했다.
▣ 핵심기술의 내용權 교수팀에서 사용한 연료인 수소화붕소나트륨(NaBH4)은 불연성이고 안정한 친환경 물질로써, 취급이 용이하고 수소 함량이 높다. 이 물질로부터 추출된 수소는 순도가 높기 때문에 연료전지 시스템 적용이 수월하다. <그림 1>은 프로펠러를 포함하는 전체 시스템의 구성도이다. 수화물을 가수분해하는 촉매 반응기, 전기를 발생하는 연료전지 스택, 동력을 충전 및 공급하는 동력제어장치, 프로펠러를 구동하는 전기모터로 이루어져 있다. 촉매 반응기에서 가수분해 과정을 통해 발생한 수소는 연료전지 스택에서 전기를 발생한다. 전기에너지는 동력제어장치에 충전되었다가 출력 요구 시 전동모터를 구동한다. <그림 2>는 동력발생 장치를 무인기에 탑재한 모습이다. 이번에 개발된 연료전지 무인기는 무게 2kg(연료전지시스템 750g 포함)으로써 500g의 연료를 싣고 10시간 이상 비행할 수 있다. 이는 배터리 동력원을 갖는 기존 무인기 항속시간의 10배에 달한다.
<그림 1> 동력계통의 구성
<그림 2> 동력 장치가 탑재된 무인기
<그림3> 무인기가 비행하는 광경
2007.10.12 조회수 18992 -
권세진 교수, 소형인공위성 추진기 국내 독자 개발
- 소형위성 추진기에 세계 최초로 고성능 액체추진제 사용 방식 적용
- 소형인공위성 최고 기술인 서리대학 냉가스 추진기의 약 4배 추진 성능- 소형인공위성 수명주기 연장과 임무 한계 확장에 획기적 기여 기대
KAIST(총장 서남표) 항공우주공학과 권세진(權世震, 47) 교수팀과 (주)스페이스솔루션(대표 이재헌)이 공동으로 소형인공위성 운동제어용 마이크로 추진기를 국내 독자 기술로 개발했다.
權 교수팀은 소형인공위성 추진기 시스템의 핵심 기술인 촉매 반응기와 추진체 공급 시스템을 통합, 위성 탑재가 가능한 일체형 추진기를 개발하는데 성공했다.
權 교수팀의 소형인공위성 추진기는 세계 최초로 고성능 액체 추진제를 사용했다. 액체상태의 과산화수소를 추진기 촉매층에서 수증기와 산소로 분해시키면 다량의 열을 방출하게 되며, 이 열이 가스의 운동에너지로 변환되어 추진력을 발생하게 된다.
이 추진 장치는 1뉴톤 미만의 추진력으로 수십 kg급 인공위성의 운동제어가 가능하며, 소형위성의 최고기술을 보유하고 있는 영국 서리(Surrey) 대학의 냉가스(Cold gas) 추진기보다 약 4배의 추진 성능을 가지고 있다.
權 교수는 “영국 서리 대학에서도 유사 시스템 개발을 추진해 왔으나, 촉매 반응기 베드 문제를 아직 해결하지 못하고 있다”며 “과학 위성급 소형인공위성의 수명주기 연장과 임무한계의 확장에 획기적인 기여를 할 것으로 기대된다. 또한 항공우주연구원에서 개발 중인 우주발사체의 상단부 자세 제어에도 활용이 가능하다”고 말했다.
<소형인공위성 탑재용 추진기 모듈>
<추진기 모듈의 시험 광경>
2006.08.25 조회수 15442