[MT리포트]레오(LEO)노믹스(下)
④ 갈림길 선 저궤도 주권 살리려면
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"전 세계 업체들이 돈다발을 싸들고 미국 스페이스X를 찾아가고 있어요. 재사용 로켓 발사로 탑승 비용을 확 낮추면서 전 세계 우주 물류를 장악한거죠. 1년에 고작 1~2회 발사하는 한국은 규모의 경제에서 게임이 안 됩니다. 미래에 우주로 가는 관문을 잃지 않으려면 발사체 부문을 이대로 방치해선 안 됩니다." (우주 관련 A스타트업 대표)
스페이스X·블루오리진 등 거대 자본을 등에 업은 글로벌 우주기업들이 기술 격차를 벌리고 있는 가운데 한국 우주산업이 더 이상 뒤처지지 않으려면 현실적인 생존전략 마련이 시급하다는 지적이 나온다. 발사 빈도를 최대한 늘려야 글로벌 기업들과의 기술 격차 축소는 물론 산업 생태계 형성, 가격 경쟁력 확보, 해외 진출 등이 가능하다는 것이다.
◇발사 횟수 확대·맞춤형 기술 확보 시급
전문가들이 가장 강력하게 주장하는 해법은 발사 횟수 확대다. 현재 한국형 발사체 누리호의 발사 횟수는 연 1~2회 수준에 그친다. 이 때문에 국내 위성 업체들조차 발사 시기를 맞추기 위해 스페이스X 등 해외 기업에 돈을 지불하고 위성을 띄우는 실정이다.
우주 정책 분야의 한 전문가는 "지금처럼 1년에 한두 번 쏘는 것으로는 산업 생태계 자체가 만들어질 수 없다"며 "국내 위성 수요를 국내 발사체가 소화하려면 누리호를 1년에 최소 6번 정도는 발사해야 한다"고 강조했다.
발사 횟수를 연 6회 이상으로 늘려야 '규모의 경제'가 실현되고 내수 시장 컨트롤이 가능하다는 논리다. 잦은 발사를 통해 발사체 신뢰성(헤리티지)을 쌓아야 해외고객 유치도 가능해진다. 현재 구조로는 국내 민간 업체들이 스페이스X에 돈을 싸 들고 갈 수밖에 없어 국부 유출은 물론 국내 발사체 시장의 고사 위기까지 우려되는 상황이다.
당장 스페이스X와 같은 재사용 발사체 기술 확보에 사활을 걸기보다는 확실한 가격 경쟁력을 갖춘 주력 발사체를 우선 확보하는 것이 현실적인 대안이라는 의견도 있다. 대표적인 롤모델로 일본 JAXA(우주항공연구개발기구)와 미쓰비시중공업이 공동 개발한 'H3'가 꼽힌다.
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H3는 재사용 기술 없이도 상업 시장에서 경쟁력을 확보한 사례다. 부품 단순화·경량화, 3D 프린팅 공정 도입 등을 통해 발사 비용을 기존 대비 대폭 낮췄다. 일본의 주력 로켓이었던 H2A보다 엔진 1기당 추진력은 강화된 반면 발사 비용은 절반 수준으로 알려졌다. H3는 2023년 1호기 발사는 실패했지만 2호기 이후 연속 발사에 성공하며 안정화 단계에 접어들었다.
우주학계 한 관계자는 "재사용 기술 확보가 한국 우주산업의 필수조건처럼 여겨지지만 현실적으로는 H3와 같이 가성비 높은 주력 발사체 라인업을 먼저 갖추는 것이 생존에 더 유리할 수 있다"고 분석했다. 고도화된 재사용 기술 개발에 막대한 시간과 비용을 쏟다간 시장을 완전히 빼았길 수 있는 만큼 발사 비용이 비교적 저렴하고 안정적인 발사체를 내놓는 것이 글로벌 시장 틈새를 파고들 수 있는 실질적 해법이라는 이야기다.
◇"정부 보조금 지원 넘어 발사체 고객 돼야"
정부의 역할 변화가 필수적이라는 견해도 있다. 단순히 R&D(연구개발) 보조금을 주는 것을 넘어 정부가 민간 발사 서비스를 직접 대량 구매하는 '앵커 테넌트(핵심 고객)'가 돼야 한다는 것이다.
우주 분야를 연구하는 한 대학 교수는 "NASA가 민간 로켓을 적극 구매하며 스페이스X를 키운 것처럼 우리 정부도 국산 위성을 국산 발사체로 쏘아 올릴 때 과감한 인센티브를 제공해야 한다"고 말했다. 정부가 공공 위성 발사 물량을 패키지로 묶어 민간과 장기 계약을 맺어주는 식의 과감한 결단이 필요하다는 지적이다.
한 업계 관계자는 "미국 정부가 스페이스X와 로켓랩 설립 초기에 앵커 테넌트로 나서 기회를 마련해줬다"라며 "발사 기회를 최대한 많이 마련해주는 것이 가장 효과적인 지원"이라고 말했다.
발사장 인프라 부족과 복잡한 허가 절차도 해결해야 할 과제다. 전문가들은 나로우주센터의 민간 개방 속도를 높이고 발사 후 추적(텔레메트리) 등 막대한 비용이 드는 인프라는 정부가 구축해 민간과 공유해야 한다고 조언한다. 또한 한국항공우주연구원, 국방과학연구소 등이 참여해 'K-발사 허가 절차' 표준안을 마련하고 행정 절차를 간소화하는 지원이 뒷받침돼야 한다고 강조한다.
한 우주 스타트업 관계자는 "국내 민간기업들이 우주 관련 다양한 업무를 문제없이 수행하려면 반드시 국가 발사체가 필요하다"라며 "발사체 시장이 고사하지 않도록 환경뿐 아니라 인허가, 안전반경확보 등 복잡한 절차를 손질해야 한다"고 말했다.
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⑤제조역량 충분, 방산처럼 팀코리아 전략 필요
국내 조선·방산·원전·반도체 산업에서 축적한 제조 역량이 우주산업 분야에서도 경쟁력이 될 수 있다는 평가가 나온다. 다만 전문가들은 국내 시장만으로는 성장에 한계가 있는 만큼 방산 수출처럼 정부와 민간이 공동으로 글로벌 공급망 진입을 적극적으로 모색해야 한다는 지적이다.
4일 우주·항공업계에 따르면 한국이 우주산업에서 강점을 가질 수 있다는 관측의 배경에는 오랜 기간 축적해온 제조업 기반이 있다. 극한 환경에서의 구조 안정성, 품질 신뢰성, 납기 대응 능력은 조선·방산·반도체는 물론 우주·항공 분야에서도 공통적으로 요구되는 핵심 역량으로 꼽힌다.
조신후 매이드 대표는 "극한 환경에서의 구조 안정성과 신뢰성은 반도체·조선·방산뿐 아니라 우주·항공 분야에서도 공통적으로 중요한 요소"라며 "매이드 역시 3D 프린팅 기술로 고강도·고내열성의 반도체 장비용 SiC(실리콘카바이드) 부품을 제작하는 기술을 보유하고 있으며, 이러한 제조 기술이 우주·항공 분야에서도 활용되고 있다"고 말했다.
실제 제조 역량을 바탕으로 해외 밸류체인에 편입한 사례도 나오고 있다. 초소형 위성 제작 분야에 강점을 가진 나라스페이스테크놀로지(40,350원 ▲6,250 +18.33%)는 미국의 유인 달 탐사 프로그램인 아르테미스에 투입될 한국 초소형 위성의 본체 제작에 참여했다. 누리호 4차 발사에 들어가는 탑재체 공급 레퍼런스도 보유하고 있다.
특수합금 제조 전문 기업인 에이치브이엠(77,400원 ▲12,600 +19.44%)(HVM)은 미국 우주 발사체 기업 스페이스X에 특수합금을 공급하고 있다. 이녹스첨단소재(30,600원 ▲2,750 +9.87%)도 2023년부터 스페이스X에 우주항공용 EMI(전자기파 차폐) 캐리어 테이프를 공급해왔다.
전문가들은 국내 우주 기업들이 글로벌 공급망 공략에 더욱 적극적으로 나설 필요가 있다고 지적한다. 국내 사업만으로는 성장에 한계가 있기 때문이다. FCC(미 연방통신위원회)·ITU(국제전기통신연합) 등의 자료를 종합하면 미국의 저궤도 위성(LEO) 규모는 1만2094기인 반면 국내는 47기에 그친다. 미국의 0.4% 수준에도 미치지 못하는 셈이다.
이성일 한국우주항공산업협회 정책실장은 "국내 제조 역량은 탄탄하지만 아직 내수가 크지 않다"며 "제조 역량을 갖춘 기업들이 해외 밸류체인에 들어갈 수 있도록 정부 차원의 지원과 연결이 필요하다"고 말했다.
우주항공 분야는 일반 제조업과 달리 안보와 전략산업 성격이 강한 만큼 민간 기업이 단독으로 해외 공급망에 진입하는 데 한계가 있다. 방산 수출처럼 정부와 민간 기업이 '팀코리아'를 구성해 전략적으로 글로벌 공급망 진입을 적극적으로 시도해야 한다는 지적이 나오는 이유다.
이 실장은 "정부 간 협력과 정책 지원이 중요한 G2G 성격의 사업이 많아 민간 기업이 기술력만으로는 시장 진입장벽을 넘기 어렵다"며 "민간 기업들 역시 정부가 나서 국내 기업의 역량을 적극적으로 알리고, 나라스페이스테크놀로지의 아르테미스 프로젝트 참여 사례처럼 해외 프로젝트 참여 기회를 넓힐 수 있도록 지원해주길 바란다"고 말했다.
이밖에도 업계에서는 정부의 역할로 해외 네트워크 지원뿐 아니라 국내 시범사업과 실증 기회 확대, 대기업을 앵커로 한 공급망 연계 등을 꼽는다. 국내에서 초기 레퍼런스를 확보한 뒤 이를 바탕으로 글로벌 공급망에 진입하는 구조를 설계해야 한다는 주장이다. 즉 국내 실증이 양산과 수출로 이어지는 선순환 구조를 만들어야 한다는 것이다.
조신후 대표는 "국내에는 우수한 소재·부품·공정 기술을 보유한 기업들이 많지만 이를 실제 시스템에 적용하고 성능을 검증할 기회는 충분하지 않다"며 "시스템 업체가 통합과 검증을 주도해 여러 기업의 기술을 실제 프로젝트에 적용·시험하는 구조가 마련되면 우주환경에 특화된 '스페이스 그레이드' 수준의 제조 역량을 체계적으로 키울 수 있을 것"이라고 말했다.
⑥우주 뛰어든 K-스타트업
우주산업 생태계가 민간 중심으로 재편되면서 전세계 스타트업들이 기술 연구 단계를 넘어 수익화를 목표로 저궤도(LEO·Low Earth Orbit) 분야에 속속 깃발을 꽂고 있다. 한국의 우주 스타트업도 수년 전에는 손에 꼽힐 수준이었지만 지금은 100곳 안팎으로 늘었다.
중궤도(MEO)·정지궤도(GEO) 등 다양한 우주 궤도 중에서도 지구와 가장 가까운 LEO는 전파지연이 짧고 발사 비용이 저렴해 상업적 확장성이 가장 크다는 점에서 뉴스페이스 비즈니스의 격전지가 되고 있다.
상업 발사 시장에 진입한 이노스페이스(16,470원 ▲2,460 +17.56%), 위성 제작 역량을 입증한 나라스페이스테크놀로지(40,350원 ▲6,250 +18.33%), 서비스형 지상국(GSaaS) 모델로 글로벌을 공략하는 컨텍(16,240원 ▲2,190 +15.59%) 등이 고객사를 확보하며 상장에 성공한 가운데 신흥 스타트업들도 뉴스페이스의 거대한 흐름에 올라타는 중이다.
차세대 발사체 분야에선 액체 메탄 엔진 기반의 소형 발사체 '블루웨일'(Blue Whale)을 개발하는 페리지에어로스페이스가 주목받고 있다. 메탄 엔진은 친환경적이며 재사용에 유리한 것이 장점이다.
현재 3톤급 액체 메탄 엔진 'Blue 1S'와 우주발사체용 극저온 추진제 엔진 기술을 보유하고 있으며, 최근 우주항공청의 '소형발사체 개발역량 지원사업'에서 최종 단계 수행 기업에 선정되기도 했다.
2022년 설립된 우나스텔라는 불과 3년 만인 지난해 5월 민간 기업 최초로 국내 발사장에서 로켓 발사에 성공하며 국내외의 주목을 받았다. 핵심 역량은 케로신과 액체 산소 기반의 5톤급 엔진 기술이다.
기존의 복잡한 터보펌프 방식 대신 전기모터펌프 사이클을 채택했으며, 이는 배터리로 모터를 구동해 펌프를 작동시키는 방식으로 구조가 단순하고 안전성이 높아 제작 비용을 절감할 수 있는 최신 기술 트렌드로 꼽힌다.
◇우주 데이터 분석부터 신약 개발까지
초소형 위성 제조와 고해상도 탑재체 개발도 LEO 분야의 핵심 경쟁력으로 떠오르고 있다. 텔레픽스는 위성용 초고해상도 광학 탑재체와 우주용 AI 엣지 프로세서 개발에서 글로벌 기술력을 갖췄다.
위성 내부에서 실시간으로 영상을 처리하는 '온보드 프로세싱' 기술을 통해 데이터 전송 효율을 높이며, 지난해 11월에는 세계 최초로 우주에서 AI(인공지능) 위성 소프트웨어의 업데이트 시험에 성공했다.
텔레픽스가 개발한 AI 큐브위성 블루본(BlueBON)은 6U급(초소형) 위성으로 약 4.8m급 고해상도 영상을 촬영할 수 있도록 설계됐다. 지난해 2월 스페이스X의 로켓에 탑재해 발사했으며, 현재 1년 이상 정상 운용 중이다.
2024년 설립된 스펙스(SpeX)는 수백 개의 파장을 분석하는 고해상도 초분광 영상 기술을 보유하고 있다. 일반 영상으로는 식별 불가능한 정밀 정보를 추출해 농업, 환경 감시, 국방 분야에 특화된 데이터 분석 솔루션을 제공한다.
스펙스의 주요 고객은 국내외 공공기관과 민간 우주기업이다. 국내 최초로 우주 환경을 재현한 진공·저온 챔버 시스템을 구축했으며, 위성에 탑재되는 광학 기기의 성능과 내구성을 직접 시험하고 있다.
LEO 통신 영역에선 스페이스빔에 대한 주목도가 높다. 빛을 활용한 우주-지구 간 데이터 전송 기술인 우주 광(光)통신 기술을 개발하는 스타트업이다. 이 기술은 RF(무선 주파수) 전파보다 속도가 10~100배 이상 빠르다.
특히 스페이스빔이 개발하는 송신기는 크기가 작고 가벼워 초소형 인공위성에 쉽게 탑재할 수 있다. 향후 우주 탐사, 환경 모니터링, 재난 관리 등 다양한 분야에 활용 가능할 것으로 예상된다.
이외에도 우주 궤도 최적화 서비스를 제공하는 '스페이스맵', 인공위성 궤도 폐기 및 우주 쓰레기 저감 솔루션을 개발 중인 '우주로테크', 미세 중력 환경을 활용해 의약품을 제조(CDMO)하는 '스페이스린텍' 등 다양한 스타트업들이 LEO 영역에서 사업을 전개 중이다.
업계 관계자는 "발사체, 위성, 지상국, 통신, 부품에 이르는 LEO 분야 전 밸류체인에서 스타트업들의 혁신이 가속화하고 있다"며 "이 같은 흐름이 이어진다면 한국을 상징하는 K브랜드의 한 축으로 'K-LEO'가 자리잡는 시대도 올 수 있을 것"이라고 전망했다.
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