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우주 비행체가 달이나 화성 등의 전체 탐사 후 지구로 재진입하는 기술은 아직 국내에선 미개척 분야다. 대기로의 재진입 시 마주하는 고열을 비행체가 견뎌야 하기 때문인데, 이를 위해 과학기술정보통신부와 한국연구재단은 ‘스페이스챌린지사업’을 통해 대기 진입 시 우주비행체 보호를 위한 열 보호 시스템 개발에 나서고 있다.
지난 2022년 이 사업 선정을 통해 우주비행체의 열 보호 시스템 개발에 나서고 있는 전북대학교 최성만 교수(공대 항공우주공학과) 연구팀이 1단계 사업에서 우수한 평가를 받고 2단계 계속 과제로 선정됐다.
1단계 연구에서 최 교수팀은 국내 최초로 소행성 등의 우주탐사에서 획득한 샘플을 지구로 진입하는 샘플귀환 지구 재진입 비행체 연구를 2년간 수행했다.
이 연구를 통해 지구 재진입 과정에서 발생하는 극한의 고열 조건에서 샘플을 보호하는 열보호체 소재 개발 및 시험평가를 성공적으로 수행했다.
특히 세계적 전문 연구소인 독일 IRS(Institut für Raumfahrt Systeme)에서 열유속 5.60 MW/m2에서 100초간 실험을 통해 열 보호체의 내구성을 입증하는 데 성공했다.
최 교수팀은 이러한 1단계 연구의 성과를 바탕으로 2025년까지 2년 간 과학기술정보통신부로부터 10억 원의 지원 받아 추가 연구로 실제 적용에 나선다.
최 교수팀은 1단계에서 개발한 초고온 열 보호체를 활용하여 우주탐사 로켓인 누리호 등에 탑재하기 위한 체계적용 연구를 페리지에어로스페이스 등과의 협업을 통해 수행할 예정이다.
최성만 교수는 “1단계 연구사업을 통해 극한의 고열 조건에서 샘플을 보호하는 열보호체 소재를 개발하고, 이에 대한 내구성도 입증하는 성과를 올렸다”라며 “이번 성과를 기반으로 2단계 사업에서 한국형 우주발사체에 적용해 국내 우주산업에 새로운 전기를 마련할 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.
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