우리나라 항공우주교통과 생태계

[디지털비즈온 김맹근 기자] 우주개발진흥법에서는 우주개발(Space Exploration)을 인공우주물체(우주발사체, 인공위성 등)의 설계･제작･발사･운용 등에 관한 연구활동 및 기술개발활동, 우주공간의 이용･탐사 및 이를 촉진하기 위한 활동으로 정의하고 있다.

국방과학기술용어사전에 따르면 우주산업(Space Industry)이란 우주선이나 인공위성의 개발을 포함하고, 로켓, 인공위성 등을 이용하여 지구를 비롯한 여러 천체를 조사하고 연구하여 인류의 생활에 도움이 되는 기술을 개발하는 일에 필요한 여러 가지 기기를 만드는 산업으로 정의한다.

항공우주교통의 구성 체계

기존의 항공교통 체계가 교통수단인 항공기, 지상의 공항, 항공기가 이동하는 공역의 세 부분으로 구분할 수 있듯이, 항공우주교통도 크게 교통수단인 우주발사체, 지상의 발사장 인프라, 공역 및 우주공간 등 세 가지의 물리적･공간적 요소로 구성되는 것으로 볼 수 있다.

항공우주교통의 운영 측면에서는 우주발사체 운영자, 발사장 인프라 운영자, 공역 및 우주공간 운영자가 항공우주교통 운영의 구성요소로 생각된다. 우리나라는 우주발사체 운영자 및 발사장 인프라 운영자 역할을 정부(과학기술정보통신부 또는 관련 연구기관)에서 수행하고 있지만, 미국, 영국 등에서는 민간과 같은 다양한 주체가 항공우주교통 운영자로 참여하기도 한다.

우리나라는 항공우주교통의 구성요소 전부를 과학기술정보통신부(또는 관련 연구기관) 주도하에 운영 중이지만, 최근의 뉴스페이스 시대의 도래로 민간기업의 우주발사체 개발･운영자가 항공우주교통서비스 제공을 목표로 사업을 추진하고 있다. 이와 같은 항공우주교통의 민간우주발사체 운영자는 기존 항공교통의 항공기 운영자(항공사)와 달리 우주발사체를 구매 또는 리스하여 운영하기보다는 직접 개발 및 제작을 하기도 하는 특징이 있다.

뉴스페이스(New Space) 시대

그동안 일부 국가 정부 주도하에 진행되었던 우주개발은 스페이스십원의 성공에 영감을 받은 수많은 스타트업의 도전이 이어지면서 새로운 패러다임의 전환을 이끌어냈다. 2010년대 정부 주도의 비효율적인 우주개발에서 벗어나 민간 주도의 효율적인 우주개발을 도모하자는 인식에서 출발하여 올드 스페이스(Old Space)와 대비되는 개념으로 뉴스 페이스(New Space) 시대가 도래하였다.

기존의 우주산업은 막대한 비용과 복잡한 절차가 필요함에 따라 우주 비즈니스에 참여하는 것은 대규모 정부 기관과 극히 소수의 대기업에 의해 한정적으로 진행되었다. 그러나, 4차 산업혁명으로 일컬어지는 기술 발전과 디지털 혁신은 뉴스페이스의 발전을 촉진시켰다.

저비용 발사시스템, 우주용 로보틱스, 인공위성 제작기술 등의 발전으로 우주 활동이 더욱더 효율적이고 경제적으로 이루어질 수 있게 되었다. 또한, 인공지능, 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅과 같은 디지털 기술의 도입으로 우주 관련 데이터의 수집, 분석 및 활용이 가능해지면서 우주산업의 진입장벽을 낮추는 계기가 되었다.

뉴스페이스 업계는 일론 머스크의 스페이스엑스(Space X), 제프 베조스의 블루오리진(Blue Origin), 리처드 브랜슨의 버진갤럭틱(Virgin Galactic)과 같은 기업의 성장과 함께 빠르게 성장하고 있다.

위성 및 발사체 소형화

최근의 항공우주교통은 다수의 소형위성을 소형발사체로 활용하여 자주 발사하는 동향으로 요약할 수 있다. 일반적으로 위성은 목적, 궤도, 질량 등에 따라 분류하는데, 위성의 무게를 기준으로 분류하면 대형위성(1,000kg 이상), 중형위성(500kg~1,000kg), 소형위성(500kg 이하)으로 구분한다. 전 세계적으로 2021년 발사된 상업용 위성은 1,713 기로 전년 대비 519기 증가한 것으로 나타났다.

소형화의 동향은 발사체 분야에서도 나타나고 있다. 소형 우주발사체는 지구 저궤도에 최대 1,000kg의 탑재물을 운송할 수 있는 발사체라고 정의되기도 하는데, 이런 소형발사체 시장의 규모 확대가 뉴스페이스 시대를 초래했다고 볼 수 있다.

우리나라는 한국형 발사체(누리호)를 국내 기술로 개발했고, 오는 2027년까지 누리호 발사체 기술의 민간 이전 및 소형발사체 개발도 계획하고 있다. 또한, 국내 스타트업 업체인 이노스페이스, 페리지에어로스페이스 등도 자체 기술 개발을 통해 최대 500kg까지 탑재할 수 있는 소형 우주발사체 개발을 진행하고 있다.

2021년 전 세계 발사체 발사 횟수는 146회로 나타나 전년 대비 28% 증가함으로써 역대 최고의 발사 횟수를 기록하였다. 이는 위성 인터넷 구축을 위한 지구 저궤도 군집 위성 발사 물량 증가에 따른 것으로 풀이된다. 상업용 위성 발사는 113건으로 전년 대비 16.8% 증가했으며, ISS 화물 및 승무원 수송 등 위성 외 우주 발사도 27건 있었다.

우리나라 우주개발에 대한 미래상

우리나라는 미래 지향적인 우주경제에 대한 명확한 목표를 설정하는 등 미래 우주개발을 준비하고 있다. 위 제1절 항공우주교통의 개념에서 서술한 바와 같이 ‘제4차 우주개발 진흥기본계획’에서는 2045년까지 우주경제 글로벌 강국 실현을 위해 우주경제활동을 우주탐사, 우주수송, 우주산업, 우주안보, 우주과학 등 5대 분야로 구분하였다.

이 5개 분야 중 우주탐사 확대, 우주 수송 완성, 우주 산업 창출 등 3개 분야에서 장기 우주개발 미션을 설정하였다. 우주탐사 확대라는 목표를 위해 2032년까지 달에 무인 착륙, 표면탐사 미션을 시작하고 2040년에는 달 기지를 확보하며 2035년에는 화성 궤도 탐사를 개시하고 2045년까지 화성 착륙을 달성하는 계획을 설정하였다.

또한, 우주수송 완성이라는 목표 달성을 위해 아시아 우주수송 허브를 만들어 2032년 차세대 발사체를 개발하고 2045년까지 유인수송 발사체를 운영이라는 두 가지 세부추진 계획을 수립하였다. 마지막으로 우주산업 창출에서는 우주산업의 주력 산업화를 통해 세계 수준의 우주산업 생태계를 구축한다는 계획이다. 핵심 목표로써 2030년에 자생적 산업 생태계를 구축하고 2045년까지 우주산업을 국내 10대 주력산업으로 진입하여 세계시장에 진출한다는 계획이다.

우리나라는 위와 같이 ‘제4차 우주개발진흥기본계획’을 통해 2045년까지 우주경제 글로벌 강국으로 도약하기 위한 명확한 목표를 세우고, 우주경제의 미래를 위한 장기 우주개발 미션을 설정하였으며, 이를 통해 2032년까지 달 및 아시아 우주수송 허브를 개발하고 2045년까지 우주산업을 국내 10대 주력산업으로 육성하여 세계시장에서 주요 역할을 하고자 한다.