2억이면 우주까지 쏜다…큐브위성 전성시대 '레디 큐'

윤희은 기자

입력2018.11.16 18:08 수정2018.11.17 02:07 지면A20

과학 이야기

가성비 甲의 초소형 위성
가로·세로·높이 10㎝의 정육면체
무게도 1㎏대로 가벼워

사용 용도는
영상확보 범위는 가로·세로 4m
지도 업데이트·배 경로 감시 유용

몇 개나 떠있나
美 플래닛, 작년 88개 동시 발사
"1000여개 넘게 활동 중일 것"

제작에 1억원, 발사에 1억원. 최고급 수입자동차 가격과 엇비슷한 2억원 정도를 투자하면 인공위성을 소유할 수 있는 시대가 열렸다. ‘큐브위성’으로 불리는 초소형 위성 기술이 빠르게 진화하고 있기 때문이다. 덩치가 큰 인공위성과 비교하면 기능은 떨어지지만 가격 대비 성능이 탁월하다. 기존 위성은 제작하는 데만 100억원 이상이 필요했다. 전문가들은 10년 후엔 지방자치단체, 중소기업은 물론 개인도 위성을 소유하게 될 것으로 내다봤다.

우주에 걸린 큐브위성만 1000여 개

큐브위성이 처음 등장한 건 1999년이다. 미국 캘리포니아 폴리테크닉주립대와 스탠퍼드대 연구팀이 제작한 위성이 표준으로 자리잡았다. 가로 10㎝, 세로 10㎝, 높이 10㎝ 규격의 정육면체로 6개 면을 각각 다른 색깔로 맞추는 놀이기구 ‘큐브’와 외관이 비슷하다. 무게는 1.3㎏ 안팎이다.

지난해 8월 기준으로 지구궤도를 돌고 있는 큐브위성은 750개로 집계됐다. 그 사이 쏘아올린 것까지 합하면 활동 중인 큐브위성이 1000개를 넘었을 것이란 분석도 있다. 초기 큐브위성은 크기를 줄여도 위성으로서의 기능을 수행할 수 있는지를 가늠하는 실험용이었다. 이후 성능이 꾸준히 개선돼 상업용으로 활용할 수 있을 만큼 수준이 올라왔다.

10㎤ 규격의 큐브위성 하나를 ‘1u’라고 부른다. 1u짜리 하나만 쓰는 경우도 있지만, 몇 개를 붙여 ‘2u’ ‘3u’짜리로 제작하는 사례가 더 많다. 큐브 개수가 늘어날수록 성능이 개선된다. 발사 비용을 결정하는 것은 부피다. 발사체를 화물선, 큐브위성을 컨테이너라고 생각하면 이해가 쉽다.

큐브위성의 주요 역할은 촬영이다. 촬영할 수 있는 범위가 중대형 위성에 비해서는 지극히 제한적이다. 중대형 위성은 고해상도 광학카메라를 활용해 수십 분에서 수 시간 단위로 기후변화와 지상의 모습을 찍는다. 큐브위성은 촬영 주기가 훨씬 짧다. 수분 단위로 새로운 사진을 찍어 지상에 보낸다.

한상혁 한국항공우주연구원 연구원은 “큐브위성이 확보할 수 있는 영상(촬영대상 크기)은 통상 4m 정도”라며 “수십 개나 수백 개의 큐브위성을 발사한 뒤 여러 곳에서 동시다발적으로 영상을 획득한다면 기존 위성들도 얻지 못하는 의미있는 결과물을 얻을 수 있다”고 말했다.

큐브위성을 쓰기 적합한 분야는 정보기술(IT) 기업의 지도 업데이트, 특정 지역의 나무와 물 보존량 확인, 배 이동 경로의 실시간 감시 등이다.

항우연, 20일 큐브위성 3개 발사

큐브위성 시장에서 가장 앞서는 기업은 미국의 플래닛이다. 2010년 설립된 회사로 2013년 큐브위성 ‘도브(Dove)’를 처음으로 발사했다. 지난해에는 88개의 큐브위성을 동시에 발사하면서 세계적인 주목을 받았다.

미국항공우주국(NASA)에서도 큐브위성을 활용한 우주탐사 프로젝트가 한창 이뤄지고 있다. 지난 5월 화성을 향해 발사된 ‘마르코(Marco)’가 대표적인 사례다. 마르코는 1u짜리 큐브 6개를 붙인 ‘6u’ 규격 위성이다.

한국에서는 2012년부터 과학기술정보통신부와 항우연, KAIST 등이 앞장서서 초소형 위성을 개발하고 있다. 지난해 기준으로 모두 6개를 발사했다. 드림스페이스, 나라스페이스와 같은 큐브위성 개발 스타트업(신생 벤처기업)도 등장했다.

항우연은 오는 20일 차세대소형위성1호를 발사하면서 큐브위성 3개를 함께 쏜다. 이 중에는 항공대 연구팀이 개발한 번개 관측용 큐브위성이 포함돼 있다.

큐브위성을 발사하는 방식은 총 세 가지가 있다. 항우연에서 20일 발사하는 것처럼 기존 위성 발사체에 끼워넣는 ‘피기백(piggyback)’ 방식이 가장 흔하다. 이 방식은 400~700㎞까지 고도를 확보할 수 있기 때문에 1년 이상 위성 수명을 유지할 수 있다. 다만 기존 발사체 일정에 맞춰야 한다는 부담이 있다.

국제우주정거장(ISS)에 큐브위성을 화물로 보낸 다음 거기서 발사하는 방법도 있다. 이 경우 운영고도가 400㎞ 수준에 불과해 위성 수명이 6개월 정도로 줄어든다. 피기백이나 ISS 방식을 쓰면 대략 1억원의 비용이 소요된다.

우주개발업계와 학계에서는 비용을 더 낮출 수 있는 전용 발사체를 개발하고 있다. 국내에서도 KAIST가 큐브위성 전용 발사체를 제작하고 있다.

권세진 KAIST 교수는 “큐브위성 전용 발사체를 활용하면 발사 비용을 줄을 수 있고 기존 위성 발사와 무관하게 원하는 궤도에 위성을 안착시킬 수 있다”고 설명했다.

윤희은 기자 soul@hankyung.com

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19세기 농민들 여전히 영세 소농…'경영형 부농'으로 자라지 못했다

맹아론의 시대1950년대 후반 북한의 역사학은 18∼19세기 조선에서 달팽이걸음이나마 자본주의 싹이 텄다고 주장했다. 이른바 ‘자본주의 맹아론’이다. 김일성이 맹아론을 처음 주장했다. 이후 맹아론은 북한에서 봇물이 터진 듯했다. 곧이어 남한의 역사학자들도 맹아론에 동조했다. 물론 김일성의 교시를 받은 것은 아니다. 이후 1980년대까지 맹아론은 남북한 역사학의 주류로서 맹위를 떨쳤다. 조선의 역사가 정체하지 않고 ‘세계사의 법칙’에 따라 정상적으로 발전하고 있었다는 맹아론은 일제의 지배로 상처받은 민족의 자존심을 되살리는 데 큰 역할을 했다.불행하게도 맹아는 충분히 자라기 전에 일제에 의해 꺾이고 말았다. 맹아론은 그렇게 우리 민족의 경제가 정체한 것은 실은 일제 지배 탓이라고 가르쳤다. 맹아론은 일본에 대한 한국인의 적대 감정을 정당화했다. 1980년대 이후 맹아론에 실증과 이론 면에서 문제가 많다는 비판이 제기됐다. 오늘날 맹아론을 액면 그대로 신뢰하는 역사학자는 드물다. 그럼에도 맹아론은 아련한 그리움의 추억으로 남아 있다. 맹아론이 심어 놓은, 그의 통제를 벗어난, 반일 민족주의가 여전히 강세를 띠고 있기 때문이다.장밋빛 환상남한에서 맹아론을 개척한 연구자는 김용섭(1931∼)이다. 1962년 그는 작은 토지를 소유한 농민이 병작을 많이 얻어 2㏊ 이상의 대규모 농사를 상업적으로 경영하는 농민을 18세기 전라도 고부의 토지대장에서 발견했다. 그리고선 이들을 ‘경영형 부농(經營型富農)’이라 이름했다. 16∼17세기 영국 농업에서는 지주의 땅을 빌리고 임노동을 고용해 대규모 농장을 경영하는 ‘요오맨(yeoman)’이라 불린 부농층이 성립했다. 요오맨은 영국 자본주의의 선구자였다. 김용섭이 그 요오맨을 조선에서 찾아내 경영형 부농으로 이름하자 역사학계는 오랫동안 흥분했다.경영형 부농설에는 처음부터 많은 문제가 있었다. 김용섭의 관찰 사례는 어느 한 장소의 어느 연도에 국한된 단면에 불과하다. 그 점에 착안해 필자는 어느 한 장소의 여러 해에 걸치는 장기 추세를 조사했다. 전국적인 범위에 걸쳐 대략 20개 사례가 수집됐다. 그것들은 공통으로 1㏊ 내지 2㏊ 이상을 경작하는 대규모 농업이 장기에 걸쳐 쇠퇴하는 대신 1㏊ 또는 0.5㏊ 이하의 소농이 성장하는 추세를 보여줬다. 이전 연재에서 소개한 대로 18∼19세기 조선의 농민은 영세 규모의 소농으로 표준화하는 길을 걸었다. 영국에서와 같은 자본-임노동의 관계로 분해하는 추세는 결코 아니었다. 조선의 농업에서 영국의 요오맨과 같은 부농이 성립해 농촌 경제를 자본주의로 인도했다는 경영형 부농설은 장밋빛 환상이었다.농촌공업의 부재자생으로 자본주의 길을 걸은 서유럽에서는 원래 농가의 가내 부업이거나 장원 영주가 경영한 공업이 시장생산의 농촌공업으로 발전했다. 생산 형태는 여전히 도구에 의존하는 수공업이었다. 산업혁명 이전의 초보적 공업화란 뜻에서 ‘프로토(proto) 공업화’로 불리기도 한다. 프로토 공업화의 주체는 상인이다. 상인들은 주변 농가에 원료와 도구를 대여해 직물을 짜게 하고 임료를 지급했다. 이른바 선대제(先貸制) 방식이다. 그렇게 상인이 주도한 선대제 농촌공업이 공업에서의 자본주의 맹아다.한국의 역사학자들은 조선 농촌에서 그 같은 형태의 공업을 증명하지 못했다. 17∼18세기 일본과 중국에서는 그런 형태의 농촌공업이 성립했다. 필자는 조선도 그렇지 않았을까 싶어서 많은 자료를 뒤졌지만 성공하지 못했다. 시장이 닫힌 가운데 좁았고 기술 수준이 낙후했기 때문이다.예컨대 면방직공업이 선대제로 운영되면 면작(棉作), 방적(紡績), 직포(織布), 표백(漂白), 염색(染色) 등의 공정이 각각 시장생산의 공업으로 분리된다. 조선에서는 농업 면작과 방적 이하의 공정이 분리됐을 뿐이다. 방적 이하의 여러 공정은 하나의 가내공업으로 통합됐다. 제시된 그림은 18세기 김홍도의 풍속도다. 물레로 실을 잣고, 실에 풀을 먹이고, 베틀에서 포를 짜는 공정이 주부의 가내공업으로 영위되고 있다. 방적 장면을 자세히 살피면 손으로 물레를 돌리는 가운데 실을 잣는 방추가 하나뿐이다. 동시대 중국은 발로 물레를 돌리고 방추가 두셋이어서 그 생산성이 조선의 10배 이상이었다.낮은 도시화율18∼19세기 상인은 여러 장시를 이동하거나 가가호호를 방문하는 행상(行商)이었다. 한곳에 정착해서는 생계소득을 벌 수 없을 정도로 상업의 수준이 낮았기 때문이다. 점포를 차리고 손님을 맞는 정주상업은 한성이나 감영 소재지의 도시에 한했다. 조선의 도시화율은 다른 나라에 비해 낮았다. 1789년 전국 3951개 부(府)와 면(面) 가운데 인구 1만 명 이상의 도시는 겨우 13개이며, 그에 거주하는 인구는 총인구의 3%를 넘지 않았다. 같은 시기 중국은 4%, 일본과 서유럽은 12%였다. 그런 이유로 가장 큰 도시 한성부에서조차 점포의 개설은 일반적이지 않았다.이동하는 공업상인이 행상인 것과 같은 이유로 공업자도 이동하는 행공(行工)이었다. 행공이란 말은 사전에 없지만 행상과 같은 취지로 개발해서 사용할 수 있다. 쟁기, 가래, 호미, 칼, 솥, 그릇과 같은 철기나 유기를 제작하는 야장(冶匠)은 여러 명이 패를 이뤄 이동했다. 패에는 변수(邊手)라는 우두머리가 있어서 작업을 편성, 지휘했다. 변수는 개인 집이나 마을의 초청을 받아 며칠이고 머물면서 철기를 주문 제작했다. 제시된 그림은 김홍도가 그린 ‘노변야로(路邊冶爐)’의 일부다. 길가 주막 마당에서 4명의 야장이 노를 설치해 놓고 철기를 벼리는 장면이다. 지역의 수요가 다하면 야장 무리는 노를 철거하고 다른 주막으로 이동했다.도시의 공업도 기본적으로 행공체제였다. 왕실의 살림살이를 총괄하는 내수사(內需司)라는 관청이 있었다. 내수사는 궁중에 각종 기물을 공급하기 위해 한성의 수공업자들을 관청으로 불렀다. 내수사가 남긴 방대한 분량의 문서에서 그 점을 잘 살필 수 있다. 1800년 7월 내수사는 야장 2패를 3일간, 주장(注匠) 5명을 2일간 고용해 수백 개의 돌쩌귀, 문고리, 못을 생산했다. 원료 정철(正鐵)과 연료 탄(炭)은 내수사가 제공했다. 서울에서 대장간이란 점포가 생겨난 것은 20세기의 일이다.인적 결합원료 철은 평안도 영변과 경상도 청도 같은 철광석 산지에서 공급됐다. 이들 지역의 철공업에 관해서는 개항기 일본인의 관찰이나 1950년대 이후 수집된 장인들의 회고를 참조할 수 있다. 청도 신원동의 유명한 철공업은 동리의 공유였다. 솥을 주조할 때마다 출자자를 모집했는데, 그때마다 구성원이 달랐다. 신규로 가입하고자 하는 사람이 있어도 거절하지 않았다. 용광로에 불을 붙이고 선철을 뽑아내는 작업은 며칠이고 이어졌다. 하루에 동원되는 인부는 평균 40명인데, 임금이 지급되지는 않았다. 출자자들이 곧 인부였기 때문이다.이처럼 19세기 조선의 철공업은 산중의 용광로 작업이나 도시의 철기 제작이나 자본-임노동 관계는 아니었다. 철기, 유기, 자기를 포함한 대부분의 공업은 출입이 비교적 자유로운 공동출자의 계(契)로 조직됐다. 그것은 자본 결합이 아니라 인적 결합이었다.1907년 통감부가 전국의 공장을 조사할 때 이런 형태의 전통 공업은 그 대상이 아니었다. 전통 상인의 조직도 상부상조를 위한 인적 결합이었다. 개항 이후 일본 자본이 침투해 올 때 그와 경쟁할 조선의 자본 결합으로서 공장이나 회사는 존재하지 않았다.외래 자본이 점점 지배영역을 넓혀감에 따라 전통 공업과 상업은 1930년대까지 소멸했다. 1940년에 조사된 전국의 상업 점포 가운데 1887년 이전으로 설립연도가 올라가는 것은 266개에 불과한데, 대개 전통 기호(嗜好)에 기초한 한약방과 채소·과일·생선 가게에 한했다. 맹아론이 상정한 외래 자본과 전통 자본 간에 영광스럽게 치러진 전투는 실재하지 않았다. 그럼에도 맹아론이 여전히 큰 설득력을 과시하며 살아 있는 것은 그에 대한 추억이 아련한 그리움으로 반일 민족주의에 기반을 두고 있기 때문이다.이영훈 < 前 서울대 경제학부 교수 >