[디지털비즈온 김맹근 기자] 인공위성은 크게 저궤도(LEO), 중궤도(MEO), 정지궤도(GEO) 위성으로 구분되며 위성산업은 위성체·발사체 산업, 지상장비 산업, 위성 활용 서비스 및 장비 산업으로 구성되어 있다. 인공위성은 일반적으로 저궤도(LEO), 중궤도(MEO), 정지궤도(GEO)위성으로 구분되며 위성의 임무 및 용도에 따라 적합한 활동 궤도를 사용한다.

위성의 궤도가 높은 경우 원심력을 유지하기 위한 필요속도가 낮아 공전주기가 길고 넓은 범위를 관측할 수 있기 때문에 기상관측이나 위성방송에 적합하며 궤도가 낮은 경우 지상까지의 거리가 짧아 빠른 통신이 가능하여 초고속통신 및 실시간 감시에 적합하다.

정지궤도(GEO)위성은 지구의 자전주기와 동일하게 공전하여 지구상에서는 정지된 것처럼 보이며 1기만으로도 극지방을 제외한 대부분 지역이 커버 가능하여 전 세계를 대상으로 한 방송·통신에 활용한다.

중궤도(MEO)위성은 적은 수의 위성으로 지구 전지역에 대한 관측을 실시간·다각도에서 수행할 수 있으므로 GPS나 통신에 주로 활용되고 있다.

저궤도(LEO)위성은 발사 난이도·비용이 비교적 낮고 지상까지의 거리가 짧아 지상관측의 품질이 높고 지연시간이 짧아 활용도가 높으나 원심력 유지를 위해 빠른 속도로 공전하므로 수명이 짧다.

무게에 따라 대형(1,000kg 이상), 중형(500-1,000kg), 소형(100-500kg), 초소형*(100kg 이하) 등으로 나뉘고 용도에 따라서는 관측위성·과학위성·통신위성·항법위성·정찰위성 등으로 구분한다.

위성산업은 위성의 제조에 관련된 위성체·발사체 산업, 위성을 발사·운영하는 지상장비 산업, 위성을 통해 서비스를 제공하는 위성 활용 서비스 및 장비 산업으로 구성된다.

위성체·발사체 산업은 위성체와 발사체 관련 산업은 크게 위성체와 발사체의 제작과 이를 위한 부품 및 서브시스템(추진계, 제어계 등)을 제작하는 산업으로 구성된다. 위성체는 크게 위성을 작동하기 위한 본체(구조계·자세제어계·추진계·태양광배터리 등)와 임무를 수행하기 위한 탑재체(통신기기·카메라·센서 등)로 구분한다. 발사체는 추진제 탱크(연료탱크·산화제 탱크)와 엔진으로 구분, 최근 재사용 발사체 기술로 비용 절감한다.

지상장비 산업은 지상장비는 크게 지상국과 발사대 관련 장비 및 시험시설로 분류된다. 지상국은 위성의 통제·추적, 관측 데이터 처리 등을 수행하는 지표면의 장비 및 소프트웨어를 의미하며 안테나, 전력증폭기, 수신기 등으로 구성한다. 우주선과 위성의 발사를 위해서는 발사대 및 시험시설이 필수적이며 국내에는 나로우주센터가 유일하다.

위성 활용 서비스 및 장비산업은 위성을 활용한 서비스로는 원격탐사·위성방송통신·위성항법(GPS)이 있으며 이에 관련된 통신장비(단말기, 안테나, 셋톱박스 등)까지 통계에 포함한다. `20년 기준, 가장 큰 비중을 차지하는 서비스분야는 TV 및 방송 분야(884억 달러)이며 지상국-위성간 통신과 위성간 통신을 담당하는 고정위성서비스도 비교적 높은 비중(157억 달러)을 차지한다.

위성통신(인터넷, 이동통신 등)은 위성서비스 산업 중 가장 빠르게 발전하고 있는 산업으로, 전체 위성산업 중 위성통신 분야가 차지하는 비중은 `40년 53%에 도달할 것으로 전망한다. 최근 인공지능·클라우드 등 데이터 처리를 위한 기술을 적용하여 위성 데이터를 가공하여 판매하거나 분석을 통해 부가가치를 높이는 분야가 활성화 중이다.

발사체 재사용 기술과 위성체 표준화 등 발사비용이 낮아지며 경제성이 확보됨에 따라 민간 주도의 뉴 스페이스(New Space) 시대로 가고 있다. 기술혁신을 통해 위성 발사의 경제성이 대폭 개선되며 기존 국가주도·국방 성격의 우주산업(Old Space)에서 민간중심·상업화의 뉴스페이스(New Space) 시대로 진입하고 있다.

뉴 스페이스는 우주산업이 민간 주도로 발전함에 따라 기존 우주산업의 생태계와 다른 형태를 띠게 되며 뉴스페이스로 구분된다.

뉴스페이스를 이끈 주요 혁신기술로는 발사체 재사용 기술, 위성체 표준화 등이 있다. 발사체 재사용 기술은 기존에 소모성이던 발사체를 회수하여 재활용하는 기술로 스페이스X가 `17년 3월에 최초로 재사용 발사체를 사용하여 위성 발사에 성공했다.

위성체 표준화는 위성체 제작은 현재 표준화를 통해 비용을 절감하고 생산효율을 높이고 있으며 대표적인 표준화 위성 예시는 큐브형태 내부를 목적에 따라 구성하는 큐브샛(Cubesat)이 있다.