'마지막 블루오션' 우주를 조망합니다

입력2022.05.08 17:55 수정2022.05.09 00:51 지면A5

스트롱코리아 포럼 10주년
25일 온·오프라인 동시개최

국운을 좌우할 미래 기술 아젠다를 선도해 온 ‘스트롱코리아 포럼 2022’가 25일 서울 용산 드래곤시티에서 온·오프라인으로 동시에 열린다. 10주년을 맞은 이번 행사 주제는 ‘우주경제 빅뱅: 호모스페이시언의 도전’이다. 첨단 기술기업과 스타트업의 경연장으로 거듭나 ‘최후의 블루오션’으로 불리는 우주 시장 관련 최신 기술을 살펴본다.

우주 발사체(로켓) 관련 업계에서 가장 신뢰도 높은 기술을 보유한 아리안스페이스의 스테판 이스라엘 최고경영자(CEO)가 기조연설에 나선다. 제프 베이조스 아마존 창업자의 우주 기업 블루오리진에서 시장 개발 업무를 총괄하는 에리카 와그너 이사는 기조세션에서 우주개발 전초기지인 민간 국제우주정거장(ISS) 프로젝트를 소개한다. 세계 최고 권위를 자랑하는 우주 기술 연구기관인 매사추세츠공대(MIT) 아폴로 프로그램을 이끄는 올리비에 드 베크 교수가 토론자로 나선다.

지난해 보잉, 노스럽그루먼을 제치고 세계 2위 방위산업체로 올라선 레이시온테크의 우주사업부(레이시온인텔리전스앤스페이스)의 조셉 골드 인도·태평양 총괄이사가 뉴 스페이스 미래에 대해 논한다.

유럽연합(EU) 최대 우주항공 기업 에어버스D&S의 로랑 자파르 부사장과 세계 우주인터넷 프로젝트를 이끌고 있는 원웹의 마시밀리아노 라도바즈 최고기술경영자(CTO)는 ‘위성 전쟁’을 주제로 발표한다.

떠오르는 우주 강국들의 면면을 들여다볼 수 있는 세션도 마련했다. 세계에서 다섯 번째로 화성 탐사에 성공한 아랍에미리트(UAE) 우주청 이브라힘 알 카심 부사무총장, 우주 기업에 대한 체계적 지원으로 유명한 룩셈부르크 우주국의 마크 세레스 CEO가 참석한다.

클린트 크로저 아마존웹서비스(AWS) 위성사업 총괄은 우주 산업의 핵심 인프라인 클라우드 소프트웨어(SW), 데이터 처리 기술을 소개한다. 한국특허전략개발원과 대한변리사회 소속 전문가들은 이런 기술 지식재산권(IP)을 확보해 기업 경쟁력을 올릴 수 있는 방안에 대해 논의한다.

스트롱코리아는 첨단 신기술 개발과 진흥을 위해 한국경제신문이 2002년부터 추진해오고 있는 캠페인이다. 윤석열 정부가 ‘초격차’를 목표로 집중 육성하겠다고 밝힌 소형모듈원자로(SMR), 양자컴퓨터, 수소 등 미래 전략기술을 국내 언론 중 가장 먼저 다뤘다.

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"GPS 의존 줄이겠다…2035년까지 항법위성 8기 쏴 KPS 완성"

“우주경제 시대에 가장 앞서나갈 ‘기술적 DNA’를 보유한 기업이 LIG넥스원입니다.”지난 6일 만난 김지찬 LIG넥스원 대표(사진)는 이렇게 단언했다. 김 대표의 말은 허언이 아니다. 발사체 기술의 핵심인 유도항법제어(GNC) 기술이 국내 기업 가운데 가장 뛰어난 곳이 LIG넥스원이어서다. 1977년 한국 최초 지대지미사일 ‘현무1’ 개발 때부터 참여한 ‘정밀타격’ 노하우가 40년 넘게 쌓였다. 휴대용 지대공미사일 ‘신궁’, 대전차미사일 ‘현궁’, 함대공미사일 ‘해궁’, 함대함미사일 ‘해성’ 등 대한민국의 명품 유도미사일은 모두 LIG넥스원을 거쳐 탄생했다.이 밖에 레이더 등 감시정찰, 통신단말 등 군 지휘통제 관련 사업을 하고 있다. 주 거래처는 방위사업청, 국방과학연구소(ADD), 한국항공우주산업(KAI) 등이다. 작년만 해도 매출 1조8222억원 가운데 내수 비중이 95%를 넘었다.하지만 올초 GNC 기술의 ‘포텐(잠재력)’이 터졌다. 아랍에미리트(UAE)에 4조원에 수출한 지대공 요격미사일 ‘천궁2’가 주인공이다. 사드(고고도 미사일방어체계)와 함께 한국형 미사일 방어체계(KAMD)의 주축인 천궁2는 UAE 외 국가에서도 구매 문의가 이어지고 있는 것으로 알려졌다. 천궁2 제작엔 LIG넥스원을 중심으로 한화시스템과 한화디펜스가 참여했다.김 대표는 “한국은 정부 주도 아래 ‘올드 스페이스’에서 민간 기업이 참여하는 ‘미드(mid) 스페이스’로 들어섰고, 동시에 아직 열리지 않은 ‘뉴 스페이스’를 준비해야 하는 긴박한 상황에 놓여 있다”고 진단했다.최근엔 위성체계연구소를 경기 용인에 세우고 첨단 위성 개발에 속도를 내고 있다. LIG넥스원은 추후 발사 예정인 합성개구레이더(SAR) 관측 정찰위성 ‘다목적 실용위성(아리랑) 6호’의 탑재체 내 제어장치를 국산화했다. 안테나와 송·수신장치는 여전히 외국에 의존하고 있지만, 국내 SAR 위성 개발사에서 중요한 성과로 평가받고 있다. 김 대표는 “위성 개발 노하우는 국가 차원에서 통제돼 기술 이전이 매우 어렵다”며 “다양한 무기체계를 순수 국내 기술로 47년간 개발한 경험이 다목적 실용위성 6호 일부 국산화에 밑거름이 됐다”고 말했다.LIG넥스원은 과학기술정보통신부가 추진 중인 한국 최초 지역항법 시스템(KPS) 개발 사업도 준비하고 있다. 고도 3만6000㎞ 정지궤도에 항법위성 8기를 2035년까지 쏘아올릴 예정이다. KPS는 자율주행, 도심항공모빌리티(UAM) 등의 필수 인프라다. 해외 기술인 GPS 오차(최대 20ｍ)를 ㎝ 단위까지 줄일 수 있을 것으로 기대된다. LIG넥스원은 2000년대 중반부터 40여 개 기업과 KPS 기술을 개발해왔다. 김 대표는 “자율주행, 소재부품장비 등 분야 혁신 기술을 보유한 스타트업에 투자하거나 인수합병(M&A)을 적극 추진해 사업 구조를 다각화할 것”이라고 말했다.이해성 기자 ihs@hankyung.com
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발사비용 99% 줄인 로켓 재활용, '우주호텔 시대' 앞당겨

“랜딩 번(landing burn) 완료. 아름답다(beautiful).”스페이스X의 재사용 로켓 ‘팰컨9’이 지난 6일 151번째 우주 비행을 마치고 북대서양 버뮤다 인근 무인선박 기지(드론십)에 착지하자 관제센터에서 감탄사가 쏟아졌다. 이로써 팰컨9 로켓이 발사된 뒤 육지·바다로 귀환에 성공한 횟수는 111번이다. 이번 비행에선 스타링크 위성 53개를 올리는 임무를 맡았다. 1단 로켓을 육지나 바다에서 회수해 우주로 다시 보낸 횟수만 90번이다. 작년 말 유럽 최대 우주기업 아리안스페이스는 30년간 100억달러(약 12조7180억원)를 들여 미국·유럽·캐나다가 공동 개발한 ‘제임스웹 우주망원경(JWST)’을 ‘아리안5호’ 로켓에 실어 지구에서 150만㎞ 떨어진 곳으로 배달했다.세계 발사체 시장을 양분하고 있는 두 기업을 호텔에 비유하자면 아리안스페이스는 ‘특급 호텔’, 스페이스X는 ‘최고 가성비의 비즈니스 호텔’이다. 스페이스X의 성공은 인고의 시간을 거쳐 탄생한 ‘창조적 파괴’의 혁신 기술이 어떻게 세계 산업 판도를 바꾸는지 보여준 드라마틱한 사건으로 꼽힌다. 엔지니어링의 극한로켓은 첨단 과학의 총집결체다. 쉽사리 접근할 수 없는 고난도 기술이 수두룩하다. 공력(대기가 누르는 힘)과 추진력(로켓이 분사하는 힘) 사이에서 무게중심을 잡고 가속도를 유지하면서 날아가는 추력벡터컨트롤(TVC: 자세 제어)이 대표적이다. 아직 국내 기업 중 TVC 기술을 보유한 곳은 단 한 곳도 없다.이처럼 진입장벽이 높지만 급속한 기술 발전을 발판 삼아 시장성은 빠르게 개선되고 있다. 미국 투자은행(IB) 모건스탠리에 따르면 1981년 탑재체 ㎏당 8만5216달러였던 발사 비용이 2020년 951달러(약 120만원)로 40년 만에 98.9% 급감했다. 러시아의 우크라이나 침공 과정을 정찰위성들이 손바닥 들여다보듯 관측할 수 있었던 배경엔 이런 극적인 비용 절감이 있다.비용 절감의 근본 비결은 2002년 스타트업으로 시작해 전인미답의 우주 발사체 기업으로 우뚝 선 스페이스X의 로켓 재사용 기술이다. 최근에는 ‘작은 스페이스X’로 불리는 뉴질랜드 스타트업 로켓랩이 페어링(위성 덮개)까지 재활용할 수 있는 발사체 ‘뉴트론’ 개발에 착수했다. 페어링을 마치 꽃잎처럼 네 갈래로 열고 위성을 내보낸 뒤 닫고 귀환하는 로켓이다.지구 저궤도(400~600㎞)에 인류 거주시설을 건설하는 계획이 잇따르는 것도 발사 비용 급감 덕분이다. 블루오리진은 미국 보잉, 애리조나주립대 등과 함께 차세대 국제우주정거장 ‘오비탈 리프’를 2020년대 말 선보일 계획이다. 미국 스타트업 오비탈어셈블리는 비슷한 시기 세계 최초 우주호텔 ‘보이저 스테이션’을 개장하겠다고 밝혔다. 관건은 수학 기반 유도제어‘우주경제 빅뱅’의 시작점인 팰컨9의 엔진은 공학 수준을 한계치까지 끌어올렸다고 평가받는다. 로켓 재사용 기술의 3요소는 유도항법제어(GNC), 재점화, 추력제어 세 가지다. 팰컨9은 우주 공간에서 위성을 사출한 뒤 1단 진행 방향을 180도 틀어 마치 발레 선수처럼 지상이나 선박에 사뿐히 착지한다. 실제로 보면 ‘과학이 아니라 예술’이라는 탄성이 나온다.기술 비결은 수학적 최적화에 있다. 팰컨9이 위성 사출 후 엔진을 끄고 관성 비행을 하면서 진행 방향을 정반대로 전환할 때 유도제어 기술이 사용된다. 이후엔 엔진을 다시 켜고 탄도 비행을 한다. 이때 공력(공기 압력)을 제어하는 날개 ‘그리드핀’을 편다. 연료 소모를 최소화하면서 하강 속도까지 조절(추력제어)하는 것이 중요하다. 실시간으로 궤적을 최적화해야 하는데, 이 궤적과 알고리즘을 모두 수학으로 설계한다. 이 가운데 단 하나라도 어긋나면 로켓은 그대로 추락하거나 폭발해버린다.설계가 완벽해도 실전 경험이 쌓여야 한다. 팰컨9 역시 2015년 귀환에 처음 성공하기 전까지 21번의 실패를 맛봤다. ‘미사일 게임체인저’도 우주 기술북한은 지난 7일 잠수함발사탄도미사일(SLBM)을 쏘며 올 들어 15번째 도발을 했다. 대륙간탄도미사일(ICBM)과 우주 발사체는 유도제어 관점에서 보면 똑같다.이창훈 KAIST 항공우주공학과 교수는 “유도제어 기술은 각국이 최고 등급 비밀로 삼고 있어 실체 파악이 쉽지 않다”고 말했다. 올초 아랍에미리트(UAE)와 4조원대 수출 계약을 맺은 요격미사일 ‘천궁2’ 유도제어 시스템 개발에 참여한 이 교수는 스타트업 이노스페이스 등과 함께 재사용 발사체 원천기술을 연구 중이다.‘미사일 게임 체인저’인 극초음속 활공체(HGV)도 재사용 발사체 뺨치는 유도제어 기술이 필요하다. HGV는 탄도 궤적을 그리며 날아가다 뚝 떨어져 수평으로 활공하는 등 예측불허로 움직인다. 우주 궤도를 비행하다 갑자기 대기권으로 진입해 비밀 군사 임무를 수행하는 미국의 ‘X-37’ 무인기도 HGV 기술이 토대다. 중국은 자체 개발한 HGV와 자국의 저궤도 통신위성군을 연결하는 프로젝트를 추진 중이다. 북한도 지난달 말 평양에서 대규모 열병식을 열고 HGV를 공개했다.고성능 우주 발사체 개발은 관련 시장이 오히려 쪼그라들고 있는 한국으로선 꿈같은 얘기다. 과학기술정보통신부가 펴낸 2021년 우주산업 실태조사에 따르면 국내 우주산업 매출은 2020년 3조4293억원으로 3년 전(4조1457억원)보다 17.2% 줄었다. 셋톱박스 등 장비 매출이 2조460억원(59.7%)으로 대부분이다. 발사체 제작은 4332억원(12.6%), 위성체 제작은 6303억원(18.4%)에 불과했다.이해성 기자 ihs@hankyung.com
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우주경제 빅뱅…'스페이스K' 키우자

미국의 상업용 정찰위성 스타트업인 카펠라스페이스. 샌프란시스코 북동쪽에 자리잡은 이 6년차 기업은 날씨와 밤낮에 관계없이 지구를 볼 수 있는 소형 합성개구레이더(SAR) 위성을 생산하고 있다. 미국 국방부와 정보당국 등은 지난 2월 러시아의 우크라이나 침공 이후 이 위성군(群)을 24시간 가동했다. 구름이 많은 우크라이나 전장을 관찰하는 데 최적이어서다.핀란드 스타트업인 아이스아이도 세계 최고 해상도(25㎝)를 자랑하는 SAR 위성 데이터를 미국에 실시간 제공했다. 러시아군의 움직임을 서방이 훤히 들여다보게 된 것은 이들 위성의 역할이 결정적이었다. 글로벌 우주경제 시대가 열리고 있다. 우주경제는 발사체(로켓), 위성, 관제시스템 등 인프라로 유·무형 부가가치를 창출하는 모든 활동을 말한다. 8일 우주시장 조사업체 스페이스테크애널리틱스의 최신 보고서에 따르면 블루오리진, 아리안스페이스 등 세계 1만여 개 우주기업의 가치는 2030년 10조달러(약 1경2729조원)를 훌쩍 넘어설 것으로 예상됐다. 각국 정부가 움켜쥐고 있던 우주기술 주도권은 민간 기업으로 빠르게 넘어가고 있다. 보고서는 “스페이스X의 재사용 발사체(팰컨9) 덕분에 발사 비용이 획기적으로 줄면서 정찰·통신·항법위성 수요가 세계적으로 폭발하고 있다”고 밝혔다.위성뿐 아니라 우주선 발사, 우주 호텔 및 민간 국제우주정거장(ISS) 건설 계획도 잇따르고 있다. 스페이스X의 우주선 크루드래건은 지난 6일 비행사 4명을 태우고 ISS를 방문한 뒤 플로리다 앞바다로 귀환(스플래시다운)하면서 31번째 우주 왕복 미션을 성공했다.세계 우주시장 판도를 바꾼 스페이스X의 재사용 발사체는 미국 러시아 중국 북한 등이 개발 중인 극초음속 미사일(HGV·HCM)과 원리가 비슷하다. 극초음속 미사일은 한국 미사일 방어체계(KAMD)를 무력화할 수 있다. 우주기술이 국가의 존망을 좌우할 지경이지만 국내 우주산업은 아직 태동기다. 고체 로켓은 국방부, 액체 로켓은 과학기술정보통신부가 발주하고 기업은 단순 용역을 수행하는 ‘공공사업’에 머물러 있기 때문이다. 위성은 대부분 외국 기술을 그대로 가져와 제작한다.우주업계 관계자는 “초격차 우주기술을 개발한 곳은 대부분 스타트업”이라며 “한국도 우주 관련 ‘스타트업 선단’을 꾸려 원천기술 확보를 서둘러야 한다”고 말했다.이해성 기자 ihs@hankyung.com