[디지털비즈온 김맹근 기자] 기술혁신을 통해 위성 발사의 경제성이 대폭 개선되며 기존 국가주도·국방 성격의 우주산업(Old Space)에서 민간중심·상업화의 뉴 스페이스(New Space) 시대로 이행되고 있다. 과거 우주기술은 높은 개발 리스크와 막대한 투자비로 인하여 대부분 국가주도로 개발되었으나, `12년 스페이스X의 발사체 재사용 기술개발 이후 발사비용이 낮아지고 저가 소형위성의 대량생산이 가능해짐에 따라 대기업과 스타트업 등 민간기업들이 우주시장에 진입했다.
과거 국가적 목표(군사·안보·국가위상 등)를 달성하기 위해 고비용·장기간의 프로젝트 위주로 진행되었던 우주산업을 올드 스페이스(Old Space)로 지칭하고 있다. 뉴 스페이스는 우주산업이 민간 주도로 발전함에 따라 기존 우주산업 생태계와 다른 형태와 특징을 갖게 되며 이를 뉴스페이스로 구분한다.
뉴 스페이스를 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.
스페이스X는 하나의 추진체를 12번 재활용에 성공하며 발사비용을 kg당 1,500달러 수준*으로 낮추었고, 추후 스타쉽 프로젝트 성공시 kg당 20달러 수준으로 대폭 감소시킬 것으로 전망이다. 1980년대 개발된 우주왕복선의 발사비용은 약 17억8700만 달러로 kg당 발사비용은 65,400달러 수준이다.
스페이스X에서 개발 중인 스타쉽(Star Ship)은 최대 적재량 100톤(우리나라 누리호 적재량은 총 1.5톤)에 회당 발사비용 200만 달러로 kg당 20달러 달성 가능하다. 우리나라 또한 누리호에 재사용 발사체를 적용하기 위한 연구를 추진 중이나 예비·검토 연구수준이다. `20년 이후 kg당 발사비용은 빠르게 줄어들고 있으며 스타트 업이나 개인 수준에서도 충분히 활용 가능한 수준으로 감소할 예정이다.
위성체 제작은 현재 표준화를 통해 비용을 절감하고 생산효율을 높이고 있으며 3D 프린팅 기술을 도입하여 특수한 형태의 위성체를 빠르게 제작할 수 있도록 진화 중이다. 대표적인 표준화 위성 예시는 큐브형태 내부를 목적에 따라 구성하는 큐브샛(Cubesat)이 있다.
하나의 큐브를 1U(unit)으로 칭하며 여러 개를 겹친 2U위성, 3U위성, 6U위성 등이 존재, 실시간 위성영상 제공서비스로 유명한 Planet Labs社의 Dove 위성을 비롯해 상당수 위성이 3U 형태이다. 스페이스X나 Planet Labs등 기업들은 수십~수백개의 소형 위성을 실을 수 있도록 컨테이너를 설계하여 규격에 맞춰 만들어진 각 국가·기업들의 위성들을 궤도에 올려주는 서비스를 제공한다.
우리나라도 중형급 위성 표준규격을 개발하고 `21년 3월 차세대 중형위성 1호 발사에 성공했다. 3D프린팅 기술은 시제품의 신속한 제작, 수리와 보수의 용이성을 위해 적용되고 있으며, Relativity Space社는 NASA의 수주를 받아 3D프린터로 제작한 발사체(Terran 1)를 올해 6월 말 발사했다.
데이터 분석 기술은 인공지능 기반 이미지 처리기술 및 2D-3D 변환, 대용량 데이터 활용을 위한 클라우드 서비스의 활성화 또한 위성산업의 발전을 가속화하고 있다. 인공지능 기반 이미지 자동 인식·처리 기술 등 데이터 분석기술의 발달로 우주데이터 처리비용이 1/100 수준으로 감소할 것으로 전망이다. 아마존은 이미 AWS Ground Station을 통해 위성 데이터 접근·저장·처리·분석 등 통합서비스 제공한다.
IoT 기술은 위성간 통신이 원활해지고 군집위성(Satellite Constellation) 운용이 가능해지며 대형 고궤도위성을 사용하여 제공하던 통신서비스를 수십개의 소형 저궤도위성을 사용하여 고품질·저비용으로 제공한다.
결과적으로 뉴 스페이스(New Space) 시대 우주산업 경제모델은 국가 주도의 우주개발 및 인프라기반을 활용한 민간·시장 주도의 우주개발 및 상업화 시대 개막되고 있다. 위성 데이터는 금융, 건설, 농업, 수산, 임업, 국방, 스포츠&엔터테인먼트 등 광범위한 산업 분야에 활용된다.
따라서 한국형발사체 ‘누리호’는 제작·시험 및 발사 운영의 전 과정을 국내에서 독자적으로 추진한 최초의 실용 위성급 우주발사체라는 데 의의가 있다. 향후 누리호의 개발을 통해 확보한 독자적인 발사체 기술 역량을 기반으로 국내 우주산업 활성화의 계기를 마련할 수 있도록 우주 생태계 육성 및 산업화 등에 대한 투자를 확대하는 한편, 상업적 우주활동을 지원하기 위한 관련 법·제도의 정비가 필요한 시점이다.