삼성·SK 반도체, 우주로 보내 방사선 내구성 검증

초소형 위성 ‘K라드큐브’에 탑재
美 달 탐사선과 함께 내달 6일 발사

나라스페이스 연구진이 지난해 8월 아르테미스 2호에 탑재될 큐브위성 ‘K라드큐브’를 살펴보고 있다. 사진 제공=NASA

나라스페이스 연구진이 지난해 8월 아르테미스 2호에 탑재될 큐브위성 ‘K라드큐브’를 살펴보고 있다. 사진 제공=NASA

삼성전자(005930)와 SK하이닉스(000660)가 주력 반도체를 우주로 보낸다. 반도체가 치명적인 우주방사선에 어떻게 잘 버틸 수 있을지 직접 실험함으로써 다양한 산업 적용을 위한 내구성을 키우고 중장기적으로 우주용 반도체 경쟁에도 대비하려는 것이다.

우주항공청은 29일 서울 종로구 국가과학기술자문위원회 대회의실에서 설명회를 열고 삼성전자와 SK하이닉스 반도체를 탑재한 국산 큐브(초소형) 인공위성 ‘K라드큐브’를 이르면 다음달 6일(현지 시간) 미국 플로리다주 케네디우주센터에서 발사한다고 29일 밝혔다. K라드큐브는 미국이 54년 만에 발사하는 유인 달 탐사선 ‘아르테미스 2호’에 탑재된다. 우주인 생명을 위협하고 우주선 고장까지 일으키는 우주방사선을 정밀 측정해 향후 유인 우주 탐사를 위한 기초 데이터를 확보하는 게 주임무다.

K라드큐브는 이를 위해 지구로부터 가장 가까울 때는 200㎞ 이내, 가장 멀 때는 7만 ㎞에 달하는 긴 타원 궤도를 하루 한바퀴씩 돌며 이 사이 방사선 집중 지대인 ‘밸앨런대’를 누비며 고도별 방사선량을 측정한다. 삼성전자는 나노급 트랜지스터와 3차원 구조·신물질을 적용해 현재 개발 중인 차세대 반도체로 이뤄진 부탑재체 ‘K라드SS’, SK하이닉스도 상용 메모리 반도체로 만든 ‘K라드SK’를 K라드큐브에 실어 반도체의 우주방사선 영향 평가를 집중 수행한다.

최근 미국·중국 간 인공지능(AI) 데이터센터와 AI 위성망 구축 경쟁이 시작되면서 특히 중요해진 반도체 핵심 성능인 ‘내방사성’을 키울 기초 연구에 선제적으로 나서겠다는 게 양사의 공통된 구상이다. 한진우 삼성전자 반도체연구소 상무는 “반도체 소자가 소형화·미세화하면 극미량의 방사선에도 영향을 받고 문제가 생길 수 있다”며 “실제 우주에서 근원적·이론적 이해도를 올려 상용 반도체에서도 (성능 향상에) 응용할 수 있다”고 설명했다. 최신규 SK하이닉스 셀개발디바이스팀장도 “우리 반도체가 고궤도에서 언제 어떻게 고장나는지 살펴볼 계획”이라고 말했다.

K라드큐브는 한국이 미국 주도의 유인 달 탐사 계획 ‘아르테미스 프로그램’에 직접 참여하는 첫 임무다. 한국천문연구원과 나라스페이스가 임무 확정 1년여 만인 지난해 8월 위성을 완성해 아르테미스 2호에 탑재했다. 무게 19㎏, 가로·세로·높이 각각 20~30㎝대에 불과하지만 까다로운 유인 탐사선 맞춤 기술을 적용해 기존 10G(중력의 10배 충격)보다 높은 20G와 극한 열환경, 불균일한 태양광 수급 문제에 버틸 수 있게 만들어졌다. 강경인 우주청 우주과학탐사부문장은 “K라드큐브는 유인 발사체에 들어가는 모듈들로 납품할 수 있을 수준의 기술을 갖췄다”며 “단순 큐브위성 개발을 넘어 우주 공정 기술에서도 진보를 이뤘다”고 했다.

아르테미스 2호는 다음달 6일부터 4월 6일 사이에 발사가 시도된다. 2022년 무인으로 이뤄진 1호 달리 우주인 4명을 태우고 달 궤도를 선회한 후 지구로 복귀하는 임무를 수행한다. 본격적인 유인 탐사에 앞서 우주선의 생명 유지 장치와 제어 시스템을 테스트하는 역할이다. 미국 항공우주국(NASA)은 이를 기반으로 내년에는 우주인을 월면에 체류시키는 아르테미스 3호, 2028년 달 우주정거장을 짓는 4호 임무도 추진한다.

김윤수 기자 sookim@sedaily.com