인하대, AI 우주착륙 기술로 美 항공우주학회 최고 논문상 석권

국내 기관 단독 연구로 첫 수상…재사용 발사체·달·화성 탐사선 정밀착륙 기술 제시

인하대 연구팀의 AI 기반 계산 기법으로 구현한 재사용 우주발사체의 6자유도 최적 착륙 궤적 ⓒ 인하대 제공

인하대 연구진이 인공지능(AI)을 활용한 우주비행체 착륙 유도 기술로 국제 항공우주 분야에서 연구 성과를 인정받았다.

해외 기관과 공동연구를 하지 않고 국내 연구진만으로 수행한 논문이 미국항공우주학회(AIAA) 유도·항법·제어(GNC) 기술위원회 최우수논문에 선정되면서 국내 우주항공 연구의 경쟁력을 보여줬다.

인하대는 김종한 항공우주공학과 교수 연구팀이 발표한 AI 기반 우주비행체 착륙 유도 연구가 해당 기술위원회의 최우수논문으로 뽑혔다고 29일 밝혔다.

이번 연구는 최지우 석사과정생과 이도훈 통합과정생, 김종한 교수가 함께 수행했다.

연구팀은 인공지능 신경망과 수학적 최적화 기법을 결합해 우주비행체가 착륙 지점에 도달하기까지 필요한 비행 경로를 효율적으로 산출하는 방법을 개발했다.

우주선의 정밀착륙은 단순히 목표 지점까지 이동하는 경로를 찾는 것과 다르다. 비행체의 위치와 속도는 물론 기체의 방향과 회전 상태까지 동시에 계산해야 한다. 이처럼 이동과 회전을 포함한 6자유도 운동을 고려하면 복잡한 물리 방정식과 비행 조건을 반복적으로 계산해야 해 처리 시간이 길어질 수 있다.

연구팀은 이러한 문제를 개선하기 위해 최적화 과정에서 반복적으로 수행되는 비선형 투영 연산을 신경망으로 처리하는 방식을 제시했다. 기존 계산 과정의 일부를 AI가 대신 수행하도록 설계해 복잡한 착륙 유도 문제의 연산 부담을 줄이고, 제한된 성능의 탑재 컴퓨터에서도 신속한 궤적 계산이 가능하도록 하는 데 초점을 맞췄다.

이 기술은 엔진 추력을 이용해 속도를 조절하며 착륙하는 동력 하강 유도 과정에 적용할 수 있다. 향후 재사용 우주발사체의 수직 착륙이나 달·화성 탐사선의 정밀착륙 등 실시간 계산이 중요한 우주 임무에서 활용 가능성이 기대된다.

연구팀은 지난 1월 미국 올랜도에서 개최된 ‘AIAA SciTech 2026’에서 우주 진입·하강·착륙(EDL) 기술 세션을 통해 연구 결과를 발표했다.

AIAA SciTech Forum은 대학과 연구기관, 항공우주 기업 등이 참여해 관련 분야의 기술 발전과 연구 성과를 공유하는 국제학술행사다.

기술위원회는 발표 논문의 학술적·기술적 성과를 평가해 최우수논문을 선정한다.

이번 성과는 AI를 실제 우주비행 제어 문제에 접목해 계산 효율을 높이는 연구 접근법이 국제적으로 인정받았다는 데 의미가 있다.

대학원생이 참여한 연구가 국제학술대회 수상으로 이어져 인하대의 항공우주 연구 역량과 전문인력 양성 성과도 함께 주목받게 됐다.

시상식은 내년 1월 미국에서 열리는 AIAA SciTech Forum에서 진행될 예정이다.

한편 이번 연구는 우주항공청의 스페이스챌린지사업과 한국형발사체고도화사업, 방위사업청의 인공지능비행제어 특화연구실 사업, 인하대 BK21 저궤도 우주경제 기술 선도 인재양성 사업단의 지원으로 수행됐다.