달 탐사에 필요한 로켓발사. 미래의 현황은?

국제우주정거장만 외롭게 떠있던 우주가 민간 우주선으로 부산해질 전망이다. 지난주 민간우주기업 스페이스X의 창업자 일론 머스크가 내년에 달로 우주 관광객을 보내겠다고 포문을 열자, 또 다른 우주 기업 블루 오리진의 제프 베조스 창업자 역시 2020년에 달로 화물선을 보내겠다고 반격을 했다. 같은 날 버진 갤럭틱의 창업자 리처드 브랜슨도 올해 말부터 소형 위성 발사 사업을 시작한다고 경쟁에 가세했다. 민간 우주 개발 업계를 대표하는 세 사람이 거의 동시에 새로운 사업 구상을 발표한 것. 외신에서는 기업들의 우주 경쟁 시대가 도래했다는 분석까지 나온다.

◇달기지 건설 위한 화물선 발사

지난 2일 미국 워싱턴포스트는 "제프 베조스가 미국항공우주국(NASA)과 트럼프 대통령 인수위원회에 2020년 달 남극에 45t 화물을 운송할 우주선을 발사하겠다는 계획을 전달했다"고 보도했다. 미국 최대 전자상거래 기업 아마존의 창업자인 베조스는 자신이 인수한 워싱턴포스트와의 인터뷰에서 이 같은 구상을 밝혔다.

우주 개발에 참여 중인 로켓들  ▲ 이미지를 클릭하시면 그래픽 뉴스로 크게 볼 수 있습니다. / 조선닷컴달 남극에 있는 분화구 안쪽에는 늘 햇빛이 들지 않아 엄청난 양의 얼음이 있는 것으로 알려졌다. 얼음을 녹이면 우주인의 생존에 필수적인 물을 얻을 수 있고, 분해하면 우주기지와 로켓의 연료가 될 산소와 수소를 얻을 수 있다. 분화구 바깥쪽은 햇빛이 잘 들어 태양전지로 전기를 쉽게 만들 수 있다. 우주기지로는 최적지인 셈이다.

베조스는 달 남극에 NASA의 우주기지가 세워질 것으로 보고 화물 운송을 맡겠다고 나섰다. 실제로 NASA도 내년 우주선으로 달 남극을 탐사할 계획이다. 이때 우리나라의 우주선은 달 상공에서 미국 탐사선과 지구 사이의 통신 중계를 맡는다.

사실 우주 화물 운송은 원래 스페이스X의 주력 사업이었다. 현재 NASA는 퇴역 우주왕복선을 대신해 2012년부터 스페이스X의 '드래건' 우주선으로 국제우주정거장에 화물을 운송하고 있다. 트럼프 대통령이 오바마 정부가 중단시킨 달 탐사를 새 정부 우주개발의 우선 과제로 삼자 베조스가 발 빠르게 선수를 친 것이다.

◇우주 관광·위성 발사도 기업 경쟁

경쟁자의 사업 영역에 발을 디딘 것은 머스크의 스페이스X도 마찬가지다. 머스크가 발표한 우주 관광은 원래 블루 오리진과 버진 갤럭틱의 핵심 사업이었다. 블루 오리진은 내년부터 뉴셰퍼드 우주 로켓으로 지구 상공 100㎞까지 갔다 오는 유료 우주 관광 사업을 시작할 계획이다. 버진 갤럭틱도 1인당 여행 경비가 25만달러인 우주 관광 상품을 내놓았다. 스페이스X는 두 회사보다 앞선 로켓 기술을 이용해 38만㎞ 떨어진 달까지 우주 여행을 하겠다는 것이다.

반면 버진 갤럭틱은 스페이스X가 하고 있는 소형 위성 발사 사업에 뛰어들었다. 리처드 브랜슨 회장은 지난 2일 소형 위성 발사 전문 회사인 버진 오비트를 설립한다고 발표했다. 버진 오비트는 보잉747기를 이용해 1만m 상공에서 위성을 실은 로켓을 공중 발사할 생각이다. 고도가 높으면 그만큼 중력이 약해 로켓 발사가 쉽다. 앞서 버진 갤럭틱은 대형 항공기에 매달고 간 소형 우주선을 고고도에서 자유낙하시켜 우주의 무중력 상태를 체험하는 관광 상품을 개발했다. 버진 갤럭틱은 이 기술을 위성 발사에 적용해 올해 시험 발사를 진행할 계획이다.

◇지속 가능한 우주 비즈니스 시대

민간 우주 기업 간의 영역 파괴 움직임에 대해 미국 MIT가 발간하는 테크놀로지 리뷰는 "달 관광이나 화물 운송, 위성 발사는 모두 돈을 받고 반복적인 서비스가 가능한 분야"라며 "기업 입장에서는 일찍 뛰어들수록 그만큼 앞으로 경쟁에서 살아남을 가능성이 크다"고 평가했다.

영국의 경제주간지 이코노미스트는 "트럼프 행정부의 새 우주 정책이 기업의 우주 개발 참여를 더 촉진할 것"이라고 분석했다. 트럼프 대통령의 한 조언자는 공화당 지도부에 보낸 이메일에서 "미국의 달 탐사에서 NASA 중심의 '옛 우주(Old Space)'와 스페이스X나 블루 오리진 같은 민간의 '새 우주(New Space)'의 경쟁이 필요하다"고 밝혔다.

한국의 달 탐사 시험발사에 사용될 로켓인 ‘발사체’의 국제입찰이 올 상반기 추진된다. 4일 한국항공우주연구원(이하 항우연)에 따르면 오는 3~4월 중 미국 NASA와 추진하는 달 탐사 시험발사에 사용되는 발사체 국제입찰을 추진한다.

달 탐사 시험발사는 해외발사체를 사용할 방침이며, 러시아와 미국 등에서 제안하게 될 해외 발사체 최종선정은 9~10월로 예정했다. 항우연은 올해 결정된 해외발사체를 토대로 내년 10월경 시험발사를 추진할 계획이다. 시험발사에 국내에서 개발 중인 한국형발사체 ‘KSLV-Ⅱ’가 사용되지 않은 이유는 개발일정이 겹친 것이 이유로 꼽혔다.

한국형 발사체 KSLV-Ⅱ는 실용위성 등 1.5t에 달하는 탑재체를 600~800㎞ 상공까지 쏘아 올릴 수 있는 것을 목표로 추진 중이다. 현재 엔진 연소기의 연소 불안정 문제와 추진제 탱크 제작 불량 등의 이유로 발사 일정은 올해 12월에서 내년 10월로 연기된 상태다. 달 탐사 시험발사 발사일정과 KSLV-Ⅱ 개발 일정이 겹친 것이다. 달 탐사 본 발사 일정은 2020년 4분기로 계획돼 있다. 달에 가기 위해서는 2.5t의 탑재체를 300㎞까지 올릴 능력이 필요하며, 항우연은 개발 중인 KSLV-Ⅱ 상단에 엔진을 하나 더 얹어 달까지 보낼 예정이다.

항우연 관계자는 “시험용 달 궤도선 발사를 할 때 기획단계 때부터 해외발사체로 추진키로 했다”며 “KSLV-Ⅱ는 아직 준비가 안 됐다고 판단했으며, 빠른 기간 내 달 탐사를 추진하다 보니 시험발사에 한국형발사체를 사용하는 것은 무리로 봤다”고 말했다. 이어 “2단계인 본 발사에는 한국형발사체를 사용한다는 것을 전제로 했기 때문에 해외발사체가 아닌 국산을 쓸 계획이다”고 덧붙였다.

위성, 발사체, 로켓엔진 등 우주개발 사업을 미래산업으로 연결하기 위해 200대 중점 연구개발 과제가 역점 추진된다.

​

미래창조과학부는 22일 12개 관계부처 합동으로 제26회 우주개발진흥실무위원회를 개최하고 한국형발사체 개발, 달탐사, 인공위성 독자개발 등 우주개발 임무를 달성하기 위한 ‘대한민국 200대 중점 우주기술개발 로드맵’을 확정했다.

​

국내 우주개발 사업은 미국, 러시아 등 우주개발 선진국을 빠르게 추격하기 위해 인공위성, 발사체 등 임무 달성에 주력하다 보니, 그동안 기술 분석과 개발전략 수립에는 부족했던 것이 사실이다. 미래부는 이를 해소하기 위해 지난 1년간 산학연 전문가들과 함께 수요기술을 도출하고 이중 우선적으로 독자개발이 필요한 중점기술을 선정한 후 이를 확보하기 위한 전략을 마련해왔다.

​

홍남기 미래부 제1차관은 “우주기술 개발 로드맵 수립은 주요 우주 선진국에 비해서는 늦었지만, 우주분야 핵심 기술력 확보의 기틀을 마련했다는데 의의가 있다”면서 “우주개발에 대한 장기적 비전 및 도전정신과 함께 분명한 목표의식을 가지고 추진해 나갈 것”이라고 밝혔다.

​

■우주개발 올해 총 6703억 투자...차세대 소형위성 연말 발사

​

정부는 우주개발 로드맵 추진을 위해 올해 총 6703억원 규모의 ‘2017년도 우주개발 시행계획’을 확정했다. 올해는 한국형 발사체 개발사업과 우주센터 2단계 사업분이 감소돼 지난해 우주개발 투자 규모 대비 575억원 감소했지만, 지난 2015년보다 증가된 규모로 우주개발 분야 투자는 지속적으로 증가하고 있다.

​

한국형발사체가 발사대에 장착된 모습을 컴퓨터그래픽으로 구성한 이미지 (사진=항공우주연구원) 
한국형발사체가 발사대에 장착된 모습을 컴퓨터그래픽으로 구성한 이미지 (사진=항공우주연구원)

 

 

​

우선, 독자 우주개발 추진을 위해 올해 2200억원 규모의 발사체개발 사업을 지속적으로 추진하고, 2016년에 신규 착수한 달 탐사도 달궤도선 상세설계 착수, 미국 NASA와의 협력 등을 본격화할 방침이다.

​

또한 국가 위성수요를 고려한 인공위성 독자개발 사업에 2184억원을 투자해 다목적 실용위성 6호 및 7호, 차세대중형위성 1호, 정지궤도 복합위성 2A/2B호를 지속적으로 개발할 방침이다. 또한 올해 말에는 우주핵심기술 검증, 우주과학 임무를 위한 차세대 소형위성 1호를 발사할 예정이다.

​

■우주물체 충돌 대비, 훈련 실시

​

정부는 우주물체의 추락?충돌 등 우주위험으로부터 국민 안전과 우주자산을 보호하기 위해 대응체계도 마련한다.

​

우선, 소행성 등 자연 우주물체 사고에 효율적으로 대응하기 위한 관계부처 임무와 역할을 새롭게 반영한 매뉴얼을 강화한다. 특히 우주물체 사고에 대비해 ‘민관군 합동 훈련’을 5월에 실시한다.

​

또한, 우주위험의 감시?대응 기술 확보를 위해 우주물체 전자광학 감시네트워크의 시범운영에 착수하고, 정보분석 등을 연구를 진행할 예정이다.

​

■우주개발 사업, 미래 산업화

​

범 정부 차원의 우주개발 사업을 산업화로 연결하는 작업도 본격화된다.

​

올해 남미, 동남아시아 등 주요 타깃 지역을 대상으로 우주제품 수출 가능국 공동워크숍을 개최하고, 특히 한-페루 공동위성운영을 통해 산업체의 위성정보 시장진출을 지원할 예정이다.

​​

또한 차세대 중형위성 2단계(3~8호) 개발 추진을 통해 국가우주개발사업에 산업체 참여를 지속적으로 확대해 나갈 계획이다.

​

이외에도 출연연-산업체가 다목적실용위성 7호(0.3m급) 본체 공동개발로 산업체 기술수준 고도화는 물론 우주부품의 국산화 기반도 마련할 방침이다.

인도 우주개발기구(ISRO)가 오는 15일 하나의 로켓으로 인공위성 104개를 한꺼번에 쏘아 올릴 계획이라고 인도 NDTV 등이 14일 보도했다.

지금까지는 2014년 러시아가 하나의 로켓으로 37개의 위성을 쏜 것이 최다 기록이었다.

ISRO는 현지시간으로 15일 오전 9시28분 남부 안드라프라데시 주 스리하리코타에 있는 사티시 다완 우주센터에서 자체개발한 PSLV-C37 로켓을 발사할 계획이다.

 

지난해 9월 26일 인도 남부 안드라프라데시 주의 스리하리코타에 위치한 비크람 사라바이 우주센터에서 인도우주연구기구(ISRO)가 개발한 PSLV-C35 로켓이 발사되고 있다. 이 로켓은 당시 8기의 위성을 각각 2개의 다른 궤도에 안착시키는 데 성공했다.[EPA=연합뉴스 자료사진]

 

          

이 로켓에는 무게 714㎏의 지구관측 위성 카르토샛-2 등 모두 3개의 인도 위성과 미국, 이스라엘, 카자흐스탄, 네덜란드, 스위스, 아랍에미리트(UAE) 등 6개국 위성 101개가 탑재된다.

카르토샛-2를 제외한 다른 위성들은 대부분 10㎏ 이하로 전체 위성 무게는 1천378㎏라고 ISRO는 설명했다.

 

 
PSLV-C37 로켓은 지구 상공 505㎞ 궤도에 이들 위성을 내려놓을 예정이다.

라마바드란 아라바무단 전 ISRO 위성센터 국장은 "위성들을 궤도에 연속해서 내려놓되 서로 방해하지 않게 하는 것이 핵심 기술"이라고 미국 CNN 방송에 말했다.

인도는 지금까지 다른 나라보다 저렴한 로켓 발사 비용을 내세워 자국 로켓으로 21개국 인공위성 79개를 발사해 1억5천700만 달러(1천788억 원) 이상 벌어들였다고 CNN은 전했다.

인도는 위성 발사 외에도 2014년 세계 네 번째이자 아시아 첫 번째로 화성 궤도에 탐사선을 띄우는 데 성공하는 등 우주개발 분야에서 두각을 나타내고 있다.