〔우주산업〕뉴스페이스 시장현황

〔우주산업〕뉴스페이스 시장현황

 

•2020년 현재 지구 궤도 상의 인공위성의 수는 무려 약 6000여 개

•6000여 개 위성 중 54%, 3200개는 이미 그 기능과 수명이 다 한 1세대 위성들

•위성 중 62%는 상업용 위성, 정부위성 436개, 국방/보안 339개, 연구용 133개

•2028년 지구 궤도 상에는 총 1만 5000여 개의 인공위성 예상

 

 

우주 경쟁 재점화, 미국 주도 판세에서 국내 산업도 성장 가속화 해야…

테크월드뉴스 (epnc.co.kr)

 

“저 별은 나의 별, 저 별은 너의 별, 그리고 저 별은… 응? 인공위성인가?

 

초등학교 시절 친구들과 늦게까지 놀다가 밤하늘을 보며 하늘에서 가장 밝게 빛나는 별은 북극성이라고 젠 척을 한 적이 있다. 그 때 옆의 친구 녀석이 “아니야. 바보야, 제일 밝게 빛나는 건 별이 아니고 인공위성이거든! 북극성보다 인공위성이 훨씬 더 가까이 있거든? 그리고 인공위성이 얼마나 많은데…”라고 하며 면박을 줬던 기억이 난다.

 

 

당시에는 면박을 준 친구가 얄미웠지만, 그 친구의 말은 점점 더 맞아 들어가고 있다. 2017년 7월 14일 러시아가 발사한 인공위성 마약(Mayak)의 밝기는 최대 -10 등급에 이른다.  -10 등급은 초승달보다도 밝은 밝기로 일반적인 별의 밝기 등급이 1~6등급이고 이 보다 밝은 경우 – 등급이 되는 걸 감안하면 엄청난 밝기다. 숫자 측면에서도 인공위성의 수는 어마어마하다. 2020년 현재 지구 궤도 상의 인공위성의 수는 무려 약 6000여 개 이른다.

 

여기에 일론 머스크가 창업한 스페이스 X(Space X)를 필두로 한 민간 우주기업들이 비약적인 발전을 거듭하며 우주는 제2의 시대, 뉴 스페이스(New Space)를 맞이하고 있다. 이번 한장 TECH에서는 지구 궤도를 둘러싼 각국과 기업들의 치열한 경쟁 현황을 알아본다.

 

ㅇ 재점화된 우주경쟁, 지난 10년 대비 3배 넘는 성장 예상

 

미소 냉전시대에 우주는 양대 강국의 국력 경쟁의 장이었다. 소련이 위성과 최초의 유인우주선을 쏘아올리자 자극받은 미국은 인류 최초로 달 착륙 프로젝트를 진행했다. 그러나 소련이 무너지고 경쟁자가 없어지자 우주에 대한 관심은 급속도로 식었다. 그리고 급기야 2011년 미국항공우주국(NASA)는 막대한 비용을 문제로 우주왕복선 프로그램을 종료했다.

 

그렇게 우주에 대한 관심이 식기 시작할 때, 스페이스 X가 나타났다. 테슬라의 창업주 일론 머스크는 획기적인 비용 혁신을 통해 우주 개발이 가능하다는 비전을 설파했고, 실제로 2015년 로켓 회수에 성공했다. 이후 스페이스 X는 미국의 정찰위성, 우리나라 첫 군사 전용 통신위성 아나시스(Anasis)-II의 발사 대행을 맡으며 우주가 과학의 대상일 뿐만 아니라 ‘산업’의 대상이 될 수 있음을 증명하고 있다.

 

[그림 1] 이륙하는 팰컨헤비 (자료=스페이스 X)

▲ 미국 케네디 우주센터에서 스페이스 X의 팰컨헤비가 화염을 내뿜으며 이륙하고 있다.

 

이렇게 우주에 대한 관심이 다시 재점화되면서 소위 뉴스페이스 시대가 개막하고 있다. 기존의 공공과 국가가 주도하던 우주 개발 시대에서 민간 기업으로 개발 주체가 전환되고, 국방 등 안보 혹은 과학적 관점뿐만 아니라 상업적 목적으로 우주라는 공간이 재정의되고 있다.

 

실제로 2019년 유럽의 시장전문 조사기관인 유로컨설트(Euroconsult)의 조사에 따르면 인공위성의 발사 횟수는 지난 2009~2018년간 총 2298회였으나, 향후 10년간(2019~2028년) 무려 9935회에 이를 것으로 전망됐다. 이는 지난 10년 대비 무려 3.3배에 달하는 숫자이며, 연 단위로 환산한 경우 매 년 약 990회의 인공위성 발사가 이뤄지는 셈이다. 일로 환산하면 매일 약 3개 꼴로 인공위성이 하늘로 쏘아지는 셈이다. 이 수치가 현실화될 경우, 2028년 지구 궤도 상에는 총 1만 5000여 개의 인공위성이 자리를 잡게 된다.

 

각국 정부 역시 뉴스페이스 시대를 맞이해 우주산업 경쟁력을 강화하기 위해 발 빠르게 나서고 있다. 역시나 가장 앞선 국가는 미국이다. 미국은 13개가 넘는 로켓 발사 시설을 갖추고 있으며 그 중 플로리다에 위치한 케네디 우주센터는 미국을 넘어 전 세계 우주산업의 상징적 장소다. 미국의 인공위성 발사 플랫폼은 그 수와 경험적 측면에서 타국을 압도한다. 앞서 언급한 스페이스 X를 차치하더라도 위성통신 사업자 등 산업 생태계가 풍부하고 견고하다.

 

▲ 향후 10년간 지난 동기간 대비 무려 3배가 넘는 인공위성 발사가 예상되고 있으며, 각 국 정부 역시 자국의 우주산업 경쟁력을 강화하기 위한 경쟁을 다시 진행하고 있다. [그림 2] 한장 TECH 1 (자료=테크월드 뉴스 분석)

 

미국의 오랜 경쟁자였던 러시아도 다시금 우주개발에 관심을 보이고 있다. 최근 ‘2030우주활동 발전 전략’을 발표하고 과거 우주강국으로서의 위상을 재건하기 위해 노력하고 있다. 이를 위해 러시아는 ⓛ 우주항공 설비와 기술·서비스의 고도화 ② 복수 사용 가능한 로켓 등 유인 우주선 연구 강화 ③ 유인 우주선 기반의 화성 탐사 항공기 개발과 차세대 우주 정거장 설립을 목표로 우주산업 육성을 추진하고 있다.

 

유럽은 프랑스를 필두로 우주를 향한 발걸음을 재촉하고 있다. 프랑스는 유럽우주국(ESA)의 맹주 역할을 자처하고 있다. 프랑스는 ESA의 거의 모든 위성 발사를 담당하는 기업 아리안 스페이스의 최대 주주일 뿐만 아니라, ESA의 핵심 위성 발사 플랫폼인 기아나 우주센터 역시 남아메리카의 프랑스령 기아나에 위치해 있다. 프랑스는 2020년 6월 항공·우주 산업 육성을 위해 20조 원 규모의 투자를 결정하며 우주 경쟁에서 뒤쳐지지 않기 위해 노력하고 있다.

 

아시아 국가들의 추격전도 가속화되고 있다. 중국은 우주법과 우주계획2050을 발표하고 우주굴기를 준비 중이다. 이미 텐궁 등 우주정거장을 발사한 바 있으며 2019년 1월에는 달 탐사선 창어4호가 인류 최초로 달의 뒷면에 착륙하기도 했다. 일본은 2020년 6월 우주기본계획을 5년만에 개정, 수립했다. 아직까지는 정찰위성 수의 증대 등 군사안보적 관점이 강하긴 하지만 2030년까지 일본 내 우주산업 규모를 25조 원 이상으로 확대한다는 야심찬 목표가 반영돼 있다.

 

2020.12.03 18:27

박지성 기자

<월간 전자부품(EPNC)>

 

 

인공위성 시장, 민간/상업용으로 급속한 세대 교체 중

테크월드뉴스 (epnc.co.kr)

 

ㅇ New Space, New Generation... 세대 교체는 시작됐다

 

우주 개발을 위한 글로벌 국가와 기업들의 경쟁이 재점화되면서 인공위성도 세대 교체가 이뤄지고 있다. 미국의 비영리 과학단체인 참여과학자모임(Union of Concerned Scientists, UCS)의 위성 관련 데이터베이스와 미국 투자전문매체인 비쥬얼캐피털리스트(Visual Capitalists)에 따르면 아래 그림과 같이 현재 지구 궤도 상의 약 6000여 개 위성 중 54%, 3200개는 이미 그 기능과 수명이 다 한 1세대 위성들이다.

 

[그림 3] 한장 TECH 2 (자료=USC 위성 DB, 비쥬얼캐피털리스트, 테크월드 뉴스 재가공) ▲ 지구 궤도상 약 54%는 수명이 다 된 위성으로 신규 위성들은 현재 상업용, 특히 통신 목적의 위성들이 주를 이루고 있다.

 

정상적으로 기능을 수행하고 있는 새로운 세대의 위성들은 이익 창출 목적의 상업용 위성이 대세다. 운용 주체와 형태별로 보다 자세히 구분하면 현재 기능 중인 위성 중 약 62%는 상업용 위성이고 그 뒤를 이어 각국 정부의 위성이 436개, 국방/보안 분야가 339개, 연구 등 민간목적 위성이 133개로 구성돼 있다. 우리가 일반적으로 생각하는 것과 달리 이미 인공위성 시장의 주도권은 상업용 위성으로 넘어간 것이다.

 

전체 상업용 위성 1646개 중 운영 목적별 현황을 보면 위성 TV, IoT 커넥티비티, 글로벌 인터넷 운영을 위한 통신 위성의 비중이 1007개, 61%로 가장 많은 비중을 차지하고 있다. 지구 관측, 국경 보안 등을 위한 목적의 관측용 위성이 446개로 그 뒤를 잇는다. 이어 100여 개의 항법장치, GPS 위성, 87개의 기술 실험과 연구개발 위성이 지금 이 시간에도 궤도를 돌고 있다.

 

그러나 상업용 위성의 경우에는 단일 목적만을 수행하게 되면 발사, 운영의 수익성이 저하되기 때문에 통신용 목적으로도 사용하다가 필요 시 관측 등 항법 기능을 수행할 수 있도록 통상 다목적으로 설계되는 것이 최근 주요한 특징 중 하나라고 할 수 있다. 혹은 다목적 위성이 아니라면 한 변의 길이가 약 10cm 수준인 무게 1.3kg 정도의 초소형 위성인 큐브샛(CubeSat)을 통해 위성 개발·제작 비용을 낮추는 방안들도 업계에서는 적극적으로 도입, 검토되고 있다.

 

ㅇ 위성 산업 내 미국 기업의 주도권 절대적

 

미국의 투자은행 모건스탠리(Morgan Stanley)에 따르면 향후 우주산업은 민간기업들의 진입과 성장이 지속되면서 2040년경에는 1272조 원에 달할 것으로 예측됐다. 글로벌 컨설팅 펌인 맥킨지가 예측한 2020년 세계 반도체 시장 규모가 약 400조 원임을 감안하면 우주산업의 성장 가능성과 확장성을 보다 쉽게 가늠할 수 있다.

 

 

이런 시장 잠재력에 주목해 스페이스 X 등 민간기업들의 우주산업 진출도 줄을 잇고 있다. 그러나 우주산업의 특성 상 진입장벽이 매우 높기 때문에 현재 해당 시장은 매우 뚜렷한 과점 형태로 구성돼 있다.

 

상업용 위성 시장에서

•미국의 스페이스 X, 플래닛랩(Planet Labs), 스파이어(Spire), 이리듐 (Iridium), 인텔셋(Intelsat),

•영국의 원웹(One Web),

•룩셈부르크의 에스이에스(SES) 등

Top 7 기업의 시장 점유율을 합치면 무려 60%에 육박한다. 나머지 40%의 시장을 수백 개 기업이 극소량씩 나눠 점유하고 있는 것이다.

 

특히나 스페이스 X와 플래닛랩 양대 산맥의 점유율이 압도적이다. 이 두 기업의 보유 위성 수만 무려 600개로 전체 점유율 중 40% 가까이를 차지한다.

 

[그림 5] 한장 TECH 3 (자료=USC 위성 DB, LG경제연구원, 테크월드 뉴스 재가공)▲ 워낙 진입 장벽이 높은 시장이다 보니, Top 2 기업이 전 세계 시장의 40% 가까이를 과점하고 있다.

 

★스페이스 X

해당 시장의 최강자는 현재 스페이스 X다. 358개의 위성을 보유하고 있는 스페이스 X는 펠콘헤비 등 초대형 발사체의 회수까지 성공하며 우주 개발을 위한 파괴적 비용 혁신을 주도하고 있다. 이런 노력을 바탕으로 스페이스 X는 향후 1만 2000개의 위성 집단군을 통해 전 지구의 통신 네트워크를 연결하는 스타링크 프로젝트를 추진 중에 있으며 이 계획이 달성될 경우 인공위성 시장은 전례 없는 변화를 마주할 것으로 예상된다.

 

★플래닛랩(Planet Labs)

업계 2위의 플래닛랩은 2010년 전직 NASA 직원이 설립한 기업으로 자체 개발한 초소형 인공위성 도브(Dove)를 활용해 지상을 관측하고 관측된 데이터를 수집·분석한다.

 

★스파이어(Spire)

3위 기업 스파이어 역시 다양한 위성 사진과 데이터를 수집 분석하는 데 기업 역량을 집중하고 있다. 플래닛랩과 스파이어의 공통점은 단순히 위성 사진을 촬영하는 데 그치지 않고 이런 이미지들이 산업과 거시경제적 측면에서 어떤 함의를 가질 것인지 비즈니스 인사이트를 도출한다는 점이다.

예컨대, 특정 쇼핑몰 주차장의 주차 대수 변동 추이를 분석해, 매출을 실시간으로 예상해 매출 실적이 발표되기 전에 적정한 인수가격 등을 추정하는 등의 활동을 생각할 수 있다.

 

★이리듐 (Iridium)

업계 4위 기업인 이리듐은 미국의 모토로라가 90년대 야심차게 추진했던 이리듐 프로젝트에 그 기원을 두고 있다. 희소원소인 이리듐의 원소번호 77에 착안해 전 지구를 연결하는 77개의 위성 통신망을 구축하겠다던 프로젝트는 당시 천문학적인 투자비용과 지상망의 발전으로 외면 당하고 말았다. 그러나 최근 지상망의 과포화 현상으로 인해 다시금 저궤도 위성통신이 대안으로 주목 받으면서 새로운 기회를 맞이하고 있다.

 

★원웹(One Web)

마지막으로 업계 5위의 영국 기업 원웹(One Web)은 버진 그룹의 리처드 브랜슨과 퀄컴의 폴 제이콥스 회장이 공동으로 설립한 기업으로 저궤도 상에 600개 이상의 인공위성을 모아 전 세계에 인터넷 서비스를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

 

ㅇ New Space, New Standard

 

뉴스페이스 시대의 도래는 전자부품 업계에 던지는 함의도 크다. 지금까지는 정부나 공공기관 주도의 우주 개발이었다면 이제는 민간을 주도로 급속도로 시장이 확대될 예정이기 때문에 항공우주용 전자부품 시장의 개화를 기대할 수 있다.

 

그러나 항공우주 부품은 일반적인 전자부품과 요구사항이 절대적으로 다르다. 섭씨 -250 °C에서 +200°C를 오가는 극한의 우주환경, 한번 우주 공간에 발사되면 부품의 문제가 발생했을 경우 수리와 정비를 할 수 없다는 제약 등이 작용하기 때문이다. 이런 이유로 우주항공 부품은 극도의 신뢰성을 담보할 수 있어야 한다. 즉 뉴스페이스 시대에 맞는 뉴스탠다드(New Standard)에 부합해야 하는 것이다.

 

국내에서도 우주부품 산업을 강화하기 위한 노력들이 이어지고 있다. 2014년 전자부품연구원(ETRI)와 한국항공우주산업(KAI)이 우주산업 역량 강화를 위한 공동연구개발을 추진한 데 더해, 2020년 9월 KAI와 한국산업기술시험원(KTL)이 항공우주 분야에서 상호협력하기로 하는 등 우주 부품사업 개발을 위해 속도를 내고 있다.

 

헤아릴 수 없이 많은 수를 표현할 때 종종 우리는 ‘밤 하늘에 별처럼 많은’이라는 표현을 사용하곤 한다. 그러나 뉴스페이스 시대가 본격적으로 개화되면 수만 개의 위성이 지구 궤도를 따라 도는 시대가 도래할 수 있다.

 

그 때가 되면 우리는 ‘밤 하늘에 별처럼 많은’이 아니라 ‘밤 하늘에 위성처럼 많은’이라는 표현을 사용하게 될지도 모른다. 그리고 그런 시대가 도래했을 때, 대한민국의 별들이 더 많아지기 위해서는 지금부터 준비가 필요하다.

 

- 전체 기사는 <월간 전자부품(EPNC)> 2020년 12월호를 통해 확인할 수 있습니다. -