[기업한입] SPACE X를 통해서 본 우주 산업의 미래

[기업한입] SPACE X를 통해서 본 우주 산업의 미래

올 한해 우주 산업에 대한 관심이 뜨거웠습니다. 잊을 만 하면 새로운 우주 이슈들이 언론의 1면을 장식했는데요. 오늘은 올해의 우주 관련 이슈들을 정리해보고, 현재 최고의 우주 기업인 SPACE X의 사업을 통해 우주 산업의 지형을 살펴보려 합니다.

🐶  JAY
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올 한해 우주 산업에 대한 관심이 뜨거웠습니다. 잊을 만 하면 새로운 우주 이슈들이 언론의 1면을 장식했는데요. 오늘은 올해의 우주 관련 이슈들을 정리해보고, 현재 최고의 우주 기업인 SPACE X의 사업을 통해 우주 산업의 지형을 살펴보려 합니다.

핫했던 올해 우주 시장

작년에 이어 올해는 우주 산업의 분기점이라고 할 수 있을 정도로 우주 산업에 있어 의미가 깊은 해였습니다. 올해 2월 화성 탐사선이었던 퍼서비어런스의 화성 착륙을 시작으로 SPACE X의 스타십 착륙 실험 성공, 여러 우주 기업들의 우주 관광 시작 등 다양한 이슈가 있었는데요. 올 한 해 주요 우주 이슈들을 한데 모아봤습니다.  

2월: 퍼서비어런스의 화성 착륙

2020년 7월 화성에서 생명체의 흔적을 찾기 위해 지구를 떠난 NASA의 화성탐사로버 퍼서비어런스가 올해 2월 18일 화성에 착륙했습니다. 아직 활동 중인 큐리오시티를 포함해 앞선 4차례의 화성 탐사로버들은 화성에 지구 생명체와 유사한 생명체의 흔적이 없음을 확인했는데요. 퍼서비어런스는 이전의 탐사로버인 큐리오시티의 업그레이드 버전으로, 화성 내 미생물과 유기물 샘플 체취와 실험을 통해 화성에 어떤 생명체가 존재하고 있고, 존재했었는지를 파악할 예정입니다.

5월: 스페이스X '스타십' 수직 착륙 실험 성공

올해 5월 일론 머스크가 이끄는 스페이스X의 거대 우주선 스타십이 비행과 수직착륙 실험에 성공했습니다. 스타십은 화물과 사람을 다른 행성까지 실어나르기 위해 만들어진 스페이스X의 초대형 우주선으로, 재활용이 가능하도록 설계되었는데요. 올해 5월에는 부스터 로켓 없이 성층권까지 진입한 후 지상에 안전하게 수직착륙하는 데 성공했습니다. 수 차례 실패 후에 얻어진 성과이죠.

7월: 민간 우주여행 시대의 개막

7월에는 우주 기업들의 우주여행 실험이 시작됐습니다. 버진갤럭틱에 이어 제프 베조스의 블루 오리진, 일론 머스크의 스페이스X까지 민간 우주여행 시험에 성공했는데요. 버진 갤럭틱은 상공 88km, 블루 오리진은 100km, 스페이스X는 575km까지 비행하면서 민간인 우주체험에 성공했죠. 버진 갤럭틱과 블루 오리진은 우주의 경계를 약간 넘어서는 우주 체험 비행에 가까웠던 반면, 스페이스X는 실제 민간인들이 훈련을 받고 우주로 진출한 완전한 우주여행이었습니다. 올해 총 8차례의 민간 우주여행이 있었다고 하는데요. 내년에는 우주여행이 정례화될 것으로 보입니다.

10월: 누리호 발사 일부 성공

10월에는 한국형 발사체 누리호가 발사에 일부 성공했습니다. 누리호는 우리나라가 직접 개발에 성공한 최초의 로켓으로, 나로호에 이어 두 번째 한국형 발사체였는데요. 발사와 1, 2단 로켓 분리까지는 성공했지만, 3단 로켓 분리 과정에서 문제가 생겨 모형 위성이 궤도에 안착하는 데 실패했습니다. 누리호는 내년 5월과 10월 추가 발사를 진행한 후 2022, 2024, 2026, 2027년 4차례 추가발사를 진행한다고 하죠.

12월: 제임스 웹 망원경 발사

얼마 전인 크리스마스에는 허블 우주 망원경을 대체하기 위한 제임스웹 망원경이 발사에 성공했습니다. 제임스웹 망원경은 지난 1996년부터 개발된 인류 최대의 우주 망원경으로, 미국, 유럽, 캐나다 우주당국이 총 12조원에 가까운 자금을 투입해 제작에 성공했습니다. 제임스웹 망원경의 관측 성능은 허블 망원경의 100배에 달한다고 하는데요. 138억년 전 일어난 빅뱅 직후의 우주를 관측하고, 우주를 3D 지도로 제작할 수 있다고 하죠.

스페이스X는 어떻게 민간 우주 시장을 이끌게 되었나

여러 이슈들이 보여주듯, 올해 우주 시장은 성장을 거듭했습니다. 특히 최근 우주 시장의 핵심은 소형 위성과 재활용 가능 로켓인데요. 초소형 위성을 소형 로켓에 쏘아 올리거나, 작은 위성 수십-수백개를 중대형 재활용 로켓에 얹어 쏘아 올리기도 하죠. 가령, 스페이스X 같은 경우 자체 개발한 재활용 가능 로켓인 팰컨9에 약 50개의 소형 인터넷위성 로켓을 탑재해 보내기도 합니다. 내년 8월 발사 예정인 우리나라의 달 궤도선(KLPO)와 6월 발사 예정인 한컴그룹의 관측위성 세종 1호 역시 스페이스X의 팰컨9 로켓에 탑재되어 우주로 보내집니다.

과거 주로 정부 주도로 이뤄져왔던 우주 탐사 및 개발사업은 대체로 중대형 위성과 일회용 로켓 위주였습니다. 큰 위성과 사람을 올려보내기 위해 큰 로켓이 필요했고, 재활용 기술도 발전하지 않아 값비싼 로켓을 한번 사용하고 버려야 했죠. 1970년대 미국과 소련이 우주 개발을 두고 경쟁을 벌일 때는 이런 지출도 의미가 있었지만, 냉전이 해체된 이후 막대한 비용이 들어가는 우주 개발은 재정적인 부담만 될 뿐이었습니다.

하지만 우주 개발은 미국 정부 입장에서 포기할 수 없는 사업이었습니다. 우주 개발은 군사적 성격과 산업적 성격, 그리고 패권경쟁의 성격을 모두 갖고 있기 때문입니다. 먼저, 군사적 영역에서는 관측 위성으로 적국의 정보를 수집하고, 로켓에 탄두를 얹어 미사일로 활용할 수 있습니다. 산업적으로도 위성통신과 위성인터넷, 우주여행 등 다양하게 활용될 수 있죠. 뿐만 아니라, 우주 개발은 패권국의 지위를 보여주는 상징적인 역할을 합니다. 최근 중국이 미국을 따라 적극적인 우주 탐사에 나서는 것 역시 이런 패권경쟁의 역할을 잘 보여주죠.

그래서 미국 정부는 묘안을 생각해냅니다. R&D는 정부가 직접 하되, 돈이 많이 드는 로켓 수송은 민간에 맡기겠다는 것입니다. 정부 입장에서는 재정 부담을 줄이면서도 우주 개발은 계속할 수 있으니 좋고, 민간 기업 입장에서는 NASA의 기술을 이전받고, 수익이 큰 우주개발 사업을 입찰할 수 있으니 좋은 것이죠. 일론 머스크의 스페이스X 역시 이런 NASA의 지원을 통해 급속도로 성장할 수 있었습니다.

현재 민간 우주 사업 열풍을 이끌고 있는 스페이스X는 2002년 설립되었습니다. 페이팔을 매각하고 큰돈을 거머쥐게 된 일론 머스크는 아예 직접 로켓 회사를 만들어 우주 사업에 뛰어들기로 하는데요. 록히드마틴이나 보잉과 같은 굵직한 업체들이 자리 잡고 있는 발사체 시장에 아무것도 없이 진출한 것입니다. 머스크는 설립 후 수년간 계속해서 적자를 보면서 회사를 유지해갔지만, 2008년 금융위기와 야심 차게 준비했던 팰컨 로켓의 세 차례 발사 실패로 파산 직전까지 몰리게 됩니다.

하지만 결국 NASA의 재정적 지원으로 2008년 9월 28일 4번째 실험 만에 팰컨 로켓 발사에 성공하게 되죠. 스페이스X는 팰컨1을 자체 개발하면서 동시에 NASA의 지원을 받아 재활용이 가능한 로켓 팰컨9를 개발했습니다. NASA는 국제우주정거장에 화물을 실어 보낼 로켓이 필요했고, 이를 위해 스페이스X를 로켓 사업자로 선정해 로켓 개발을 지원했던 것이죠.

스페이스X는 NASA의 도움으로 비교적 적은 개발비를 들여 팰컨9 로켓 개발에 성공했고, 2010년 시험 발사까지 성공하게 됩니다. 이 팰컨9 로켓은 2012년부터 상업 운행을 시작하면서 세계 여러 나라의 관측 위성과, 기업들의 통신 위성을 쏘아 올렸고, 스페이스X는 팰컨9을 통해 민간 우주 시장에서 70% 가까운 점유율을 차지하게 되었습니다.

스페이스X로 보는 우주 산업의 미래

일론 머스크는 "화성에 식민지를 건설하고 싶다"는 말을 종종 해왔는데요. 거대한 우주선을 개발해 화성으로 사람과 물자를 보내겠다는 것이죠. 물론 이런 계획은 성공하기 극히 어렵다는 분석이 많지만, 이와는 별개로 스페이스X는 나름 성공적인 우주 비즈니스를 영위하고 있습니다. 스페이스X의 사업 분야는 크게 우주 수송, 우주 인터넷, 우주여행으로 나뉘어집니다.

① 우주 수송(B2B)

일단 현재 가장 각광을 받고 있는 사업은 우주 수송인데요. 스페이스X는 로켓 재활용을 통해 위성 발사 비용을 획기적으로 줄였고, 이에 많은 정부 기관이나 기업들이 중소형 위성을 스페이스X의 팰컨9에 실어 쏘아 올리고 있습니다. 현재 스페이스X는 팰컨9 로켓과 더 많은 화물을 실어 보낼 수 있는 팰컨 헤비 로켓을 운용 중인데, 각각 1kg당 600만원과 1,000만원씩 내면 로켓 수송이 가능하다고 하죠.

스타십 예상도

현재 스페이스X는 수송 역량을 높이기 위해 스타십 발사 시스템(Starship Launch System)을 개발하고 있는데요. 스타십은 NASA의 달 탐사 프로젝트에도 활용될 예정입니다. 팰컨9 로켓이 지구 저궤도(LEO)에 20톤까지 수송이 가능했다면, 스타십 우주선(과 로켓)은 100톤까지 수송이 가능하다고 하죠. 만약 스타십 프로젝트가 성공적으로 완료된다면, 스페이스X는 수백개에 달하는 중소형 위성을 한 번에 우주로 보낼 수 있습니다. 뿐만 아니라, 행성 간에 사람이나 물자를 이동시키는 것도 가능해지죠.  

스타십의 착륙 장면

위에서 정리했듯 스타십은 지난 5월 성층권까지 시험비행 후 지상에 안정적으로 착륙하는 데 성공했는데요. 하지만 여전히 완전한 성공까지는 시간이 필요할 것으로 보입니다. 얼마 전 스페이스X의 CEO인 일론 머스크가 직원들에게 "엔진 개발을 빠르게 완료하지 못하면 회사가 파산할 수도 있다"라고 말한 것으로 전해지는데요. 스페이스X는 사실상 스타십 프로젝트가 성공해야 살아남을 수 있는데, 예상보다 엔진 개발이 늦어지고 있음을 지적한 것이죠. 머스크는 지금까지 스타십 프로젝트를 위해 수조원의 자금을 조달해왔습니다. 그야말로 스타십에 스페이스X의 명운이 달린 셈입니다.

② 우주 인터넷(B2C)

우주를 수놓을 스타링크 위성들

여러 기업들이 스페이스X의 로켓을 이용해 다양한 위성을 우주로 보내고 있습니다. 인공위성은 모바일 통신이나 지상 관측 등을 위해 활용되는데요. 특히 우주에서 수집한 지상 데이터를 이용하면 농작물의 작황을 파악해 식량 생산량을 예측할 수 있고, 원유 시추전과 유조선의 변화를 파악해 석유 생산량과 가격 예측도 가능해집니다. 그렇다면 스페이스X는 뛰어난 수송능력으로 어떤 우주 사업을 하고 있을까요?

스페이스X가 일반 소비자들을 대상으로 펼치는 우주 사업은 바로 우주 인터넷 사업입니다. 우리가 사용하는 무선 인터넷은 전국에 설치된 기지국을 기반으로 이뤄지는데요. 사실 무선 인터넷도 유선 연결망을 필요로 합니다. 국내 통신은 유선으로 연결된 기지국을 통해, 해외 통신은 해저에 깔린 광케이블을 통해 이뤄지죠. 우리가 스마트폰으로 해외 사이트에 접속할 수 있는 것은 태평양에 엄청난 두께의 광케이블이 깔려있기 때문입니다.

우주 인터넷의 원리 [출처: Gravity Internet]

하지만 우주 인터넷은 기지국과 해저 케이블 대신 인공위성으로 인터넷 통신을 가능하게 해줍니다. 인공위성이 기지국과 케이블 역할을 대신하기에, 케이블 매설이나 기지국 설치가 어려운 격오지에서도 인터넷 통신이 가능해지는 것이죠. 일론 머스크의 스페이스X는 이미 작년 우주 인터넷 서비스 ‘스타링크(Starlink)’의 베타 서비스를 시작하고 1,000여 기의 위성을 쏘아 올렸고, 향후 만여 기를 더 쏘아 올린다는 계획인데요. 얼마 전에도 52개의 위성을 쏘아 올리면서 현재까지 34번의 발사를 통해 약 2,000개의 위성을 우주로 보냈습니다.

인터넷의 속도도 경쟁사에 뒤지지 않는다고 하는데요. 작년 3분기 조사 결과에 따르면 스타링크 사용자의 증가로 인터넷 속도가 다소 느려지긴 했지만, 여전히 여타 위성 인터넷 업체보다는 월등히 빠른 속도를 자랑하고 있습니다. 뿐만 아니라 일반적인 브로드밴드 회선의 속도도 거의 따라잡은 것으로 나타났죠. 이후 머스크의 계획대로 수천 기의 위성을 더 쏘아 올릴 경우 지상 인터넷 사업자들의 인터넷 속도를 훌쩍 뛰어넘을 것이란 관측이 많습니다.

이렇듯 스페이스X는 압도적인 수송 능력으로 사실상 우주 인터넷 시장을 완전히 독점해가고 있는데요. 향후 우주 인터넷이 대세가 될 경우 스페이스X의 독점적 지위는 더욱더 공고해질 것으로 보입니다. 이에 유럽에서는 벌써부터 스페이스X의 위성 인터넷 시장 독점을 막아야 한다는 목소리가 나오고 있죠.

③ 우주여행(B2C)

스페이스X의 첫 우주여행에 참여한 민간 참가자들

스페이스X가 추진 중인 또 하나의 우주 사업은 바로 우주여행입니다. 스페이스X는 지난 9월 자체 개발한 팰컨9 로켓에 유인 우주선 크루 드래곤을 얹어 최초로 탑승자 전원이 민간인인 우주여행에 성공했는데요. 타사의 우주여행이 '우주 맛보기' 정도였다면, 스페이스X는 실제로 지구 궤도를 도는 '우주 비행'이었습니다. 스페이스X는 이전에도 크루 드래곤을 활용해 NASA의 우주비행사를 우주정거장으로 실어나른 적이 있는데요. 이런 경험과 기술을 살려 민간인 우주여행 사업도 적극 추진 중입니다.

스페이스X의 우주여행은 버진갤럭틱이나 블루오리진의 '우주체험여행'과 차별화되는 만큼 가격도 무척 비싼데요. 버진갤럭틱은 약 5억원에 우주여행 티켓을 판매하고 있지만, 스페이스X의 우주여행 티켓은 무려 650억원에 달합니다. 상황이 이런 만큼 대중화되기까지는 시간이 꽤 걸리겠지만, 로켓과 우주선이 재활용 가능하다는 점을 고려하면 스페이스X에는 꽤나 쏠쏠한 장사가 될 것으로 보입니다.

이렇게 현재 민간 우주 시장을 이끌어가는 스페이스X는 향후 우주 시장의 미래를 보여주고 있는데요. 스페이스X가 스타십을 성공적으로 개발할 수 있는지, 그리고 우주 인터넷이 지상 통신의 성능을 뛰어넘을 수 있을지가 앞으로 민간 우주 시장에서 주의 깊게 지켜봐야 할 이슈가 될 것 같습니다.

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