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[편집자주] 우주는 더 이상 과학자들만의 탐사영역이 아니다. 스페이스X의 저비용 발사 혁명은 지구상공 160~2000㎞ '저궤도'를 통신부터 국방, 제조, 물류까지 아우르는 지구경제의 확장판으로 만들었다. 저궤도 우주시장 규모는 지난해 이미 100조원을 넘어섰고 지금도 나날이 급팽창 중이다. 과거 대항해 시대가 바닷길을 선점한 국가들의 몫이었다면 미래 경제패권은 저궤도를 누가 빨리 차지하느냐에 달렸다 해도 과언이 아니다. 각 국이 저궤도 우주시장을 선점하기 위해 치열한 경쟁을 벌이는 가운데 대한민국의 우주주권을 지켜낼 생존전략을 알아본다.
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"2000조 시장, 깃발 꽂으면 내땅"…미·중·일 뛰는데 뒷짐 진 한국
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① 저궤도에서 벌어지는 총성없는 패권전쟁
[이 기사에 나 바다이야기게임사이트 온 스타트업에 대한 보다 다양한 기업정보는 유니콘팩토리 빅데이터 플랫폼 '데이터랩'에서 볼 수 있습니다.]
SpaceX 팰컨 9 로켓이 2025년 8월 1일 플로리다에 있는 NASA 케네디 우주 센터의 발사 단지 39A에서 이륙하고 있다. /AFPBBNews=뉴스1
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미국, 중국 등 글로벌 주요국들이 지구상공 160~2000㎞ 고도의 '저궤도(Low Earth Orbit·이하 LEO)' 우주시장을 놓고 영토전쟁을 벌이고 있다. 미국 스페이스X가 재사용 로켓을 통해 발사 비용을 획기적으로 낮추면서 그동안 탐사의 영역으로만 여겼던 우주 공간을 경제패권과 직결된 플랫폼으로 바다이야기#릴게임 보고 선점 경쟁에 나선 것이다.
4일 머니투데이 스타트업 미디어플랫폼 '유니콘팩토리'가 맥킨지·세계경제포럼(WEF)·노바스페이스·뱅크오브아메리카 등 글로벌 주요 투자은행(IB) 자료를 종합해 분석한 결과, 글로벌 저궤도 시장규모는 2020년 268억달러(한화 약 39조3000억원)에서 지난해 705억달러(약 103조4000억원)로 5년 릴게임무료 만에 163% 성장했다.
이는 같은 기간 전체 우주시장 규모가 4467억달러(약 654조9000억원)에서 6800억달러(약 996조5400억원)로 52.2% 커진 것과 비교할 때 두드러진 성장세다. 전체 우주시장에서 차지하는 비중은 지난해 처음으로 10%를 넘어섰다.
전망치는 더 눈길을 끈다. 주요 기관들은 글로벌 저궤도 시장이 2030년 2500억달러(약 366조6300억원), 2040년 7500억달러(약 1099조9000억원), 2050년 1조3500억달러(약 1979조8000억원)로 성장할 것으로 봤다. 전체 우주시장에서 저궤도가 차지하는 비중은 2030년 25%, 2040년 이후엔 50% 이상으로 높아질 것으로 전망했다. 우주경제의 무게중심이 정지궤도( 지상에서 약 3만6000㎞ 고도·Geostationary Earth Orbit·이하 GEO)에 비해 전파 지연이 짧고 발사 비용이 저렴한 저궤도로 빠르게 이동하고 있는 셈이다.
/그래픽=윤선정
저궤도 시장의 급성장 배경에는 경쟁적으로 위성을 띄우는 각국 정부와 민간 기업들이 있다. 주파수와 고도가 한정된 저궤도는 깃발을 먼저 꽂으면 점유권을 갖는 선착순 영토라는 점을 인지하고 공격적인 확장 전략을 펴는 것이다.
국제전기통신연합(ITU)·미 연방통신위원회(FCC) 등에 따르면 올 2월 현재 활성 위성 수는 미국이 1만2094기로 독보적인 1위다. 중국(1235기), 영국(662기), 유럽연합(510기), 일본(216기) 등이 뒤를 잇는다. 한국의 활성 위성 수는 50기에도 못 미친다.
미래 저궤도 선점 지표인 위성 발사 신청 수의 격차는 더 벌어진다. 스페이스X를 필두로 한 미국은 이미 115만기 위성을 발사하겠다고 신청했다. 중국은 20만3000기 발사 계획을 세우며 추격을 예고했다. 이어 영국 7200기, 유럽연합 2100기, 일본 1800기 등 순이다. 한국은 업계 추산 300기 미만으로 공식 집계에선 빠질 정도로 미미한 수준이다.
/그래픽=제미나이 생성형 이미지
전문가들은 국내 우주산업의 체질을 근본적으로 바꿔야 한다고 조언한다. 이복직 서울대 항공우주공학과 교수는 "강대국들이 저궤도를 빠르게 선점하고 있어 후발주자인 한국은 미래에 발사체를 쏘아 올릴 빈자리를 찾는 것조차 어려울 것"이라며 "한국도 우주산업을 국가의 전략자산이자 플랫폼 관점에서 들여다보고 공격적으로 접근할 필요가 있다"고 말했다.
한 우주 스타트업 대표는 "미국 스페이스X는 공정 자동화를 통해 1주일에 위성 60기를 찍어내고, 연간 150회 이상 로켓을 발사하며 기술 격차를 벌리고 있다"며 "연 1~2회 발사하는 한국이 당장 미국을 따라가기는 쉽지 않은 만큼 소재·부품·장비 등 제조업 강점을 살려 우주 납품 전용 제품을 만들어내는 등 맞춤형 전략으로 접근해야 한다"고 강조했다.
한국형 발사체 누리호 4차 발사가 성공하며 민간이 제작·조립을 맡은 발사체가 처음으로 정상 임무를 수행했다. 누리호 4차 발사는 한국형 발사체 최초의 야간비행이자 역대 최다인 13기의 위성이 탑재됐다. 나로우주센터 우주과학관 로켓광장에 우리나라에서 개발된 1단형 고체추진 로켓 KSR-Ⅰ, 2단형 고체추진로켓 KSR-Ⅱ, 액체추진 과학로켓 KSR-Ⅲ, 우주발사체 KSLV-Ⅰ(나로호)의 실물크기 로켓 모형 뒤로 별의 일주운동 궤적이 보이는 모습. (별의 일주운동 궤적은 30초로 2시간 촬영 후 각각의 사진 레이어 합성) 2025.12.30./사진=뉴시스
[머니투데이 스타트업 미디어 플랫폼 유니콘팩토리]
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스타링크 옆서 신약개발…저궤도 우주산업, 지구경제 '판' 바꾼다
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② 주요국들 어떤 사업하고 있나
/그래픽=이지혜
우주가 미지의 공간을 탐사하던 시대를 지나 지구경제의 '판'을 바꾸는 산업의 핵심축으로 떠올랐다. 특히 지구상공에서 160~2000km 높이의 저궤도(Low Earth Orbit·이하 LEO)는 통신, 제조, 관측, 물류가 어우러지는 새로운 산업의 전초기지가 되고 있다.
글로벌 최대 우주방산 컨설팅업체인 노바스페이스와 뱅크오브아메리카 등 주요 투자은행(IB)에 따르면 전세계 우주산업 규모는 2023년 5700억달러(약 836조원)에서 2040년 1조5000억달러(약 2200조원)에 달할 것으로 전망된다. 주요 기관들은 우주산업 성장의 핵심동력이 지상 산업과 연계된 저궤도에서 나올 것으로 분석했다.
저궤도 산업 중 가장 상업화가 활발한 분야는 위성통신 사업이다. 글로벌 시장조사기관 리서치 네스터에 따르면 전세계 위성통신 시장규모는 지난해 124억달러(약 18조1800억원)에서 2035년 474억달러(약 69조5100억원)로 연평균 14.3% 성장할 것으로 보인다.
현재 이 분야에선 미국 스페이스X가 사실상 시장을 독점한 상태다. 스페이스X의 스타링크(Starlink)는 올해 초 기준 9500기 이상의 위성을 운용하며 920만명 이상의 가입자를 확보했다.
이에 맞서 아마존은 위성통신 서비스 카이퍼(Project Kuiper)를 레오(Leo)로 리브랜딩하고 맹추격에 나섰다. 오는 7월까지 약 700기의 위성을 궤도에 올려 세계 2위 규모의 컨스텔레이션(위성군)을 구축한다는 목표다.
특히 아마존은 클라우드 서비스인 AWS(아마존웹서비스) 인프라와 위성망을 통합해 기업용 시장에서 스타링크와 차별화된 경쟁력을 확보한다는 전략이다.
중국은 국가적 차원의 '우주 실크로드' 전략을 통해 서구권이 주도하는 위성통신 시장을 뚫고 입지를 넓힌다는 계획이다. 현재 저궤도 위성 인터넷 프로젝트인 '궈왕'(GuoWang·국가망 1만3000기 목표)과 '첸판'(Qianfan·상업용 군집위성 1만5000기 목표)을 추진 중이다.
위성통신 사업의 또 다른 티핑 포인트로는 스마트폰과 위성을 직접 연결하는 D2D(Direct-to-Device) 기술이 꼽힌다. 기존에는 위성 신호를 받기 위해 별도의 안테나가 필요했지만 이제는 스마트폰만으로 전세계 어디서나 통신이 가능한 시대가 열리고 있다.
글로벌 기술자문 기업 ABI리서치에 따르면 D2D 사용자는 2024년 5억8500만명에서 2035년 26억명으로 급증할 전망이다. 스페이스X는 이미 T-모바일과 문자메시지 서비스를 시작했고, AST 스페이스모바일은 AT&T 및 버라이즌과 손잡고 통신 서비스를 준비 중이다.
◇ '메이드 인 스페이스' 시대 성큼
바르다 스페이스의 자율 약품 제조 캡슐 'W-5' /사진=바르다 스페이스
저궤도 산업은 통신 서비스를 넘어 바이오·제조업 영역으로도 확장하고 있다. 우주의 미세 중력 환경은 중력에 의한 대류나 침전 현상이 거의 없어 지구상에서 불가능한 고품질 재료와 약물을 생산하는 데 최적의 조건이 될 수 있어서다.
글로벌 시장조사기관 리서치 앤 마켓에 따르면 우주 제조분야 시장규모는 지난해 14억8000만달러(약 2조1700억원)에서 22.88%의 가파른 연평균 성장률(CAGR)을 보이며 2032년까지 62억6000만달러(약 9조1800억원)에 이를 것으로 예상됐다.
미국 우주 바이오 스타트업 바르다 스페이스의 경우 '우주에서 약을 만들어 지구로 가져오는 제약사'라는 타이틀을 확보했다. 올해 초 우주 제조·회수 캡슐 'W-5'을 지구로 귀환시키며 우주 제조의 상업적 가능성을 증명했기 때문이다.
'안전한 지상 귀환'은 우주 제조에서 가장 어려운 단계로 꼽힌다. 대기권에 재진입할 때 발생하는 1500도 이상의 고열로부터 내부의 약물이나 소재를 변형·변질 없이 무사히 회수하려면 고도의 기술력과 설계가 요구된다.
글로벌 제약사 머크는 암 치료제 키트루다의 결정을 우주에서 제조해 투여 방식을 개선하는 연구를 진행하고 있다. 관련 시장의 가치는 300억유로(약 51조원)에 달할 것으로 추산된다.
결함 없는 반도체, 초고품질 광섬유 생산 등에 대한 시도도 이어진다. 우주에서 생산된 소재는 성능이 월등히 뛰어나 AI(인공지능)나 양자 컴퓨터 등 지구상의 첨단산업 분야에 다시 통합돼 새로운 가치를 창출할 수 있다는 분석이다.
아울러 미 항공우주국(NASA)이 2030년 국제우주정거장(ISS)을 퇴역시키기로 하면서 민간 주도의 '우주 비즈니스 파크'를 구축하려는 경쟁도 치열해지고 있다.
'ISS 이후의 시장'을 노리는 곳은 미국의 우주 스타트업 바스트(Vast)가 대표적이다. 올해 세계 최초의 상업용 스테이션 'Haven-1' 발사를 계획 중이다. 에어버스와 블루오리진 등은 제조, 관광, 물류를 아우르는 다목적 궤도 플랫폼을 목표로 상업용 우주정거장을 개발한다.
◇ 주유소부터 청소부까지…'우주 서비스업' 뜬다
스페이스X의 무인 화물 우주선 '카고 드래곤'(Cargo Dragon) /사진=스페이스X
위성의 연료 보급, 수리 등을 포함해 우주 자산의 효율적인 운영을 가능하게 하는 '궤도 서비스' 분야도 시장성이 높다. 포춘 비즈니스 인사이트는 전체 궤도 서비스 시장이 지난해 28억1000만달러(약 4조1200억원)에서 2034년 68억7000만달러(약 10조800억원)로 성장할 것으로 봤다.
'궤도 운송' 분야에선 시에라 스페이스의 드림 체이서 우주선이 올해 4분기에 첫 저궤도 비행을 목표로 하고 있다. 이 우주선은 우주정거장으로 화물을 운송하는 역할을 수행한다.
스페이스X의 경우 유인 우주선 '크루 드래곤'과 무인 화물 우주선 '카고 드래곤'의 상업 비행을 통해 우주에서의 인원·물자 수송 역량을 키워나가고 있다.
'우주 주유소'를 노리는 미국의 오빗 팹은 올해 4분기 중 위성에 연료를 보급하는 궤도 유조선을 발사할 예정이고, 아스트로스케일과 클리어스페이스 등은 저궤도 혼잡으로 인한 충돌 위험이 커짐에 따라 수명이 다한 위성을 포획해 제거하는 기술을 올해부터 실증할 계획이다.
또 플래닛랩스와 블랙스카이는 AI 분석 플랫폼 기반 DaaS(서비스형 데이터) 모델을 구축했다. 실시간으로 위성 데이터를 분석해 농작물 수확량 예측, 탄소 배출량 모니터링, 공급망 리스크 관리 등 기업 경영을 위한 핵심 지표를 제공한다.
우리나라의 경우 위성통신 분야에 우선 집중하고 있다. 6G 시대의 네트워크 주도권을 잡기 위해 3200억원 규모의 저궤도 위성통신 R&D(연구개발) 사업을 확정했으며, 2030년 초까지 6G 기반 위성 발사 및 시범망 구축을 목표로 하고 있다.
업계 관계자는 "민간 주도의 미국에 맞서 중국이 국가 자원을 총동원해 추격하는 등 저궤도 산업은 지구 경제의 지형을 바꾸는 핵심 인프라로 인식되고 있다"며 "특히 올해는 수많은 프로젝트가 실험실을 벗어나 상업화 단계로 넘어가는 중대한 분기점이 될 것"이라고 했다.
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"스페이스X처럼..." 외치지만…누리호 상업화 막는 '구조의 벽'
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③'대국민 이벤트'에 갇힌 한국 우주산업
지난해 11월 27일, 민간이 주도한 누리호 4차 발사가 성공한 이후 "이제는 스페이스X처럼 민간과 함께 뛰어야 한다"는 목소리가 커지고 있다. 나로호를 거쳐 누리호 개발에 성공하며 한국은 세계 7번째 실용급 발사체 개발국에 이름을 올렸다. 기술적 자립이라는 1단계 목표는 달성한 셈이다.
이 같은 성과를 바탕으로 우주항공청도 빠르게 성장하는 상업 발사 시장에 대응하겠다는 구상을 내놨다. 국가 주력 발사체를 재사용 발사체로 전환하고, 민간 기업의 참여를 확대하는 한편 전남 고흥 나로우주센터도 민간 발사를 염두에 둔 인프라로 탈바꿈시키겠다는 방침이다. 그러나 산업 현장의 구조를 들여다보면 이러한 방향 전환이 선언처럼 곧바로 현실화되기에는 넘어야 할 구조적 장벽이 적지 않다.
◇운송보다 발사에 초점...한국형 발사체 딜레마
4일 우주·항공업계에 따르면 상업 발사에서 핵심은 '한 번 쏠 때 얼마나 많이, 효율적으로 실을 수 있느냐'다. 과학기술정책연구원(STEPI) 관계자는 "여러 고객의 위성을 한 로켓에 함께 실어 비용을 나누는 '합승 발사(라이드셰어)'가 가능해야 하고, 위성마다 다른 크기와 무게, 요구 조건을 조율하면서도 발사 일정과 성공 확률을 안정적으로 관리할 수 있어야 한다"고 설명했다.
누리호는 애초부터 여러 고객의 위성을 한꺼번에 실어 보내는 상업 운송을 목표로 설계된 발사체는 아니다. 상업적 운용보다는 발사 성능 자체를 입증하는 데 초점을 뒀다. 다시 말해 독자 기술로 발사체를 개발하고 실제 궤도 진입에 성공했다는 점에서는 의미 있는 성과를 냈지만 다양한 위성을 내부에 촘촘히 배치해 수익성을 극대화하는 상업 발사 모델에 곧바로 적용하기에는 구조적 한계가 있다는 평가다.
"고쳐 쓰면 되지 않느냐"는 의견도 있지만 문제는 그렇게 간단하지 않다. 민간 기업이 설계를 조금만 변경해도 발사 허가와 책임 구조를 사실상 처음부터 다시 검토해야 하기 때문이다. 발사 허가는 특정 부품 구성과 설계를 전제로 부여되기 때문에 작은 수정이 가해지면 인증과 검증 절차를 새로 거쳐야 하고, 사고 발생 시 책임 주체 역시 재정리해야 한다. 여기에 설계 도면의 기술 소유권과 부품 제작사 간 계약 관계까지 복잡하게 얽혀 있어 '조금 손봐서 쓰는' 방식은 현실적으로 어렵다. 업계에서는 이를 '한국형 발사체의 딜레마'라고 부른다.
스페이스X 재활용 로켓/자료사진=스페이스X
◇"누리호 상업화 어려움, 기술 아닌 구조 문제"
업계 관계자는 "미국 민간 우주기업 스페이스X의 경우 빠른 반복 시험, 설계 수정, 재도전이라는 사이클을 반복하며 실패를 사고가 아니라 '학습 데이터'로 축적해 나아갔다"며 "발사 시스템과 책임 구조, 시험·인증 체계를 한 기업이 통합 운영하고, 반복 실험을 전제로 설계를 유연하게 바꿀 수 있는 구조를 갖추지 않는 한 재사용 발사체로의 전환은 현실적으로 쉽지 않다"고 말했다. 스페이스X는 2006년 첫 로켓 발사 이후 1단 추진체 회수 실패, 시험 비행 조기 종료 등 부분 실패까지 포함해 10회 안팎의 실패를 겪은 것으로 알려져 있다.
이 관계자는 "재사용 발사체가 만약 실패할 경우 '세금이 투입된 사업'이라는 인식이 강하게 작동하면서 정치적 책임론과 예산 축소 논쟁으로 확산될 가능성도 있다"면서 "실패가 기술 축적의 과정으로 받아들여지기보다 곧바로 정책 리스크로 전환되는 이런 구조에서는 수십 차례의 시험과 폭발을 전제로 하는 재사용 발사체 연구를 추진하기 쉽지 않을 것"이라고 지적했다.
국내 우주산업이 여전히 '프로젝트 단위'에 머물러 있다는 점도 개선할 점으로 꼽힌다. 1년에 1~2기 발사하는 구조에서는 반복 학습을 통한 기술 고도화도, 대량 발사를 통한 비용 절감도 기대하기 어렵다. '규모의 경제'를 형성하기 힘든 구조라는 게 전문가들의 공통된 분석이다. 또다른 업계 관계자는 "누리호 상업화의 난점은 기술이 아니라 구조에 있다"며 "민간 주도로 우주산업 생태계를 대전환하겠다는 선언이 현실이 되기 위해서는 발사체를 둘러싼 권한과 책임, 허가와 생태계의 틀부터 다시 설계해야 한다"고 지적했다.
누리호/자료사진=공동취재단
[머니투데이 스타트업 미디어 플랫폼 유니콘팩토리]
송지유 기자 clio@mt.co.kr 최태범 기자 bum_t@mt.co.kr 류준영 기자 joon@mt.co.kr
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미국, 중국 등 글로벌 주요국들이 지구상공 160~2000㎞ 고도의 '저궤도(Low Earth Orbit·이하 LEO)' 우주시장을 놓고 영토전쟁을 벌이고 있다. 미국 스페이스X가 재사용 로켓을 통해 발사 비용을 획기적으로 낮추면서 그동안 탐사의 영역으로만 여겼던 우주 공간을 경제패권과 직결된 플랫폼으로 바다이야기#릴게임 보고 선점 경쟁에 나선 것이다.
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이는 같은 기간 전체 우주시장 규모가 4467억달러(약 654조9000억원)에서 6800억달러(약 996조5400억원)로 52.2% 커진 것과 비교할 때 두드러진 성장세다. 전체 우주시장에서 차지하는 비중은 지난해 처음으로 10%를 넘어섰다.
전망치는 더 눈길을 끈다. 주요 기관들은 글로벌 저궤도 시장이 2030년 2500억달러(약 366조6300억원), 2040년 7500억달러(약 1099조9000억원), 2050년 1조3500억달러(약 1979조8000억원)로 성장할 것으로 봤다. 전체 우주시장에서 저궤도가 차지하는 비중은 2030년 25%, 2040년 이후엔 50% 이상으로 높아질 것으로 전망했다. 우주경제의 무게중심이 정지궤도( 지상에서 약 3만6000㎞ 고도·Geostationary Earth Orbit·이하 GEO)에 비해 전파 지연이 짧고 발사 비용이 저렴한 저궤도로 빠르게 이동하고 있는 셈이다.
/그래픽=윤선정
저궤도 시장의 급성장 배경에는 경쟁적으로 위성을 띄우는 각국 정부와 민간 기업들이 있다. 주파수와 고도가 한정된 저궤도는 깃발을 먼저 꽂으면 점유권을 갖는 선착순 영토라는 점을 인지하고 공격적인 확장 전략을 펴는 것이다.
국제전기통신연합(ITU)·미 연방통신위원회(FCC) 등에 따르면 올 2월 현재 활성 위성 수는 미국이 1만2094기로 독보적인 1위다. 중국(1235기), 영국(662기), 유럽연합(510기), 일본(216기) 등이 뒤를 잇는다. 한국의 활성 위성 수는 50기에도 못 미친다.
미래 저궤도 선점 지표인 위성 발사 신청 수의 격차는 더 벌어진다. 스페이스X를 필두로 한 미국은 이미 115만기 위성을 발사하겠다고 신청했다. 중국은 20만3000기 발사 계획을 세우며 추격을 예고했다. 이어 영국 7200기, 유럽연합 2100기, 일본 1800기 등 순이다. 한국은 업계 추산 300기 미만으로 공식 집계에선 빠질 정도로 미미한 수준이다.
/그래픽=제미나이 생성형 이미지
전문가들은 국내 우주산업의 체질을 근본적으로 바꿔야 한다고 조언한다. 이복직 서울대 항공우주공학과 교수는 "강대국들이 저궤도를 빠르게 선점하고 있어 후발주자인 한국은 미래에 발사체를 쏘아 올릴 빈자리를 찾는 것조차 어려울 것"이라며 "한국도 우주산업을 국가의 전략자산이자 플랫폼 관점에서 들여다보고 공격적으로 접근할 필요가 있다"고 말했다.
한 우주 스타트업 대표는 "미국 스페이스X는 공정 자동화를 통해 1주일에 위성 60기를 찍어내고, 연간 150회 이상 로켓을 발사하며 기술 격차를 벌리고 있다"며 "연 1~2회 발사하는 한국이 당장 미국을 따라가기는 쉽지 않은 만큼 소재·부품·장비 등 제조업 강점을 살려 우주 납품 전용 제품을 만들어내는 등 맞춤형 전략으로 접근해야 한다"고 강조했다.
한국형 발사체 누리호 4차 발사가 성공하며 민간이 제작·조립을 맡은 발사체가 처음으로 정상 임무를 수행했다. 누리호 4차 발사는 한국형 발사체 최초의 야간비행이자 역대 최다인 13기의 위성이 탑재됐다. 나로우주센터 우주과학관 로켓광장에 우리나라에서 개발된 1단형 고체추진 로켓 KSR-Ⅰ, 2단형 고체추진로켓 KSR-Ⅱ, 액체추진 과학로켓 KSR-Ⅲ, 우주발사체 KSLV-Ⅰ(나로호)의 실물크기 로켓 모형 뒤로 별의 일주운동 궤적이 보이는 모습. (별의 일주운동 궤적은 30초로 2시간 촬영 후 각각의 사진 레이어 합성) 2025.12.30./사진=뉴시스
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/그래픽=이지혜
우주가 미지의 공간을 탐사하던 시대를 지나 지구경제의 '판'을 바꾸는 산업의 핵심축으로 떠올랐다. 특히 지구상공에서 160~2000km 높이의 저궤도(Low Earth Orbit·이하 LEO)는 통신, 제조, 관측, 물류가 어우러지는 새로운 산업의 전초기지가 되고 있다.
글로벌 최대 우주방산 컨설팅업체인 노바스페이스와 뱅크오브아메리카 등 주요 투자은행(IB)에 따르면 전세계 우주산업 규모는 2023년 5700억달러(약 836조원)에서 2040년 1조5000억달러(약 2200조원)에 달할 것으로 전망된다. 주요 기관들은 우주산업 성장의 핵심동력이 지상 산업과 연계된 저궤도에서 나올 것으로 분석했다.
저궤도 산업 중 가장 상업화가 활발한 분야는 위성통신 사업이다. 글로벌 시장조사기관 리서치 네스터에 따르면 전세계 위성통신 시장규모는 지난해 124억달러(약 18조1800억원)에서 2035년 474억달러(약 69조5100억원)로 연평균 14.3% 성장할 것으로 보인다.
현재 이 분야에선 미국 스페이스X가 사실상 시장을 독점한 상태다. 스페이스X의 스타링크(Starlink)는 올해 초 기준 9500기 이상의 위성을 운용하며 920만명 이상의 가입자를 확보했다.
이에 맞서 아마존은 위성통신 서비스 카이퍼(Project Kuiper)를 레오(Leo)로 리브랜딩하고 맹추격에 나섰다. 오는 7월까지 약 700기의 위성을 궤도에 올려 세계 2위 규모의 컨스텔레이션(위성군)을 구축한다는 목표다.
특히 아마존은 클라우드 서비스인 AWS(아마존웹서비스) 인프라와 위성망을 통합해 기업용 시장에서 스타링크와 차별화된 경쟁력을 확보한다는 전략이다.
중국은 국가적 차원의 '우주 실크로드' 전략을 통해 서구권이 주도하는 위성통신 시장을 뚫고 입지를 넓힌다는 계획이다. 현재 저궤도 위성 인터넷 프로젝트인 '궈왕'(GuoWang·국가망 1만3000기 목표)과 '첸판'(Qianfan·상업용 군집위성 1만5000기 목표)을 추진 중이다.
위성통신 사업의 또 다른 티핑 포인트로는 스마트폰과 위성을 직접 연결하는 D2D(Direct-to-Device) 기술이 꼽힌다. 기존에는 위성 신호를 받기 위해 별도의 안테나가 필요했지만 이제는 스마트폰만으로 전세계 어디서나 통신이 가능한 시대가 열리고 있다.
글로벌 기술자문 기업 ABI리서치에 따르면 D2D 사용자는 2024년 5억8500만명에서 2035년 26억명으로 급증할 전망이다. 스페이스X는 이미 T-모바일과 문자메시지 서비스를 시작했고, AST 스페이스모바일은 AT&T 및 버라이즌과 손잡고 통신 서비스를 준비 중이다.
◇ '메이드 인 스페이스' 시대 성큼
바르다 스페이스의 자율 약품 제조 캡슐 'W-5' /사진=바르다 스페이스
저궤도 산업은 통신 서비스를 넘어 바이오·제조업 영역으로도 확장하고 있다. 우주의 미세 중력 환경은 중력에 의한 대류나 침전 현상이 거의 없어 지구상에서 불가능한 고품질 재료와 약물을 생산하는 데 최적의 조건이 될 수 있어서다.
글로벌 시장조사기관 리서치 앤 마켓에 따르면 우주 제조분야 시장규모는 지난해 14억8000만달러(약 2조1700억원)에서 22.88%의 가파른 연평균 성장률(CAGR)을 보이며 2032년까지 62억6000만달러(약 9조1800억원)에 이를 것으로 예상됐다.
미국 우주 바이오 스타트업 바르다 스페이스의 경우 '우주에서 약을 만들어 지구로 가져오는 제약사'라는 타이틀을 확보했다. 올해 초 우주 제조·회수 캡슐 'W-5'을 지구로 귀환시키며 우주 제조의 상업적 가능성을 증명했기 때문이다.
'안전한 지상 귀환'은 우주 제조에서 가장 어려운 단계로 꼽힌다. 대기권에 재진입할 때 발생하는 1500도 이상의 고열로부터 내부의 약물이나 소재를 변형·변질 없이 무사히 회수하려면 고도의 기술력과 설계가 요구된다.
글로벌 제약사 머크는 암 치료제 키트루다의 결정을 우주에서 제조해 투여 방식을 개선하는 연구를 진행하고 있다. 관련 시장의 가치는 300억유로(약 51조원)에 달할 것으로 추산된다.
결함 없는 반도체, 초고품질 광섬유 생산 등에 대한 시도도 이어진다. 우주에서 생산된 소재는 성능이 월등히 뛰어나 AI(인공지능)나 양자 컴퓨터 등 지구상의 첨단산업 분야에 다시 통합돼 새로운 가치를 창출할 수 있다는 분석이다.
아울러 미 항공우주국(NASA)이 2030년 국제우주정거장(ISS)을 퇴역시키기로 하면서 민간 주도의 '우주 비즈니스 파크'를 구축하려는 경쟁도 치열해지고 있다.
'ISS 이후의 시장'을 노리는 곳은 미국의 우주 스타트업 바스트(Vast)가 대표적이다. 올해 세계 최초의 상업용 스테이션 'Haven-1' 발사를 계획 중이다. 에어버스와 블루오리진 등은 제조, 관광, 물류를 아우르는 다목적 궤도 플랫폼을 목표로 상업용 우주정거장을 개발한다.
◇ 주유소부터 청소부까지…'우주 서비스업' 뜬다
스페이스X의 무인 화물 우주선 '카고 드래곤'(Cargo Dragon) /사진=스페이스X
위성의 연료 보급, 수리 등을 포함해 우주 자산의 효율적인 운영을 가능하게 하는 '궤도 서비스' 분야도 시장성이 높다. 포춘 비즈니스 인사이트는 전체 궤도 서비스 시장이 지난해 28억1000만달러(약 4조1200억원)에서 2034년 68억7000만달러(약 10조800억원)로 성장할 것으로 봤다.
'궤도 운송' 분야에선 시에라 스페이스의 드림 체이서 우주선이 올해 4분기에 첫 저궤도 비행을 목표로 하고 있다. 이 우주선은 우주정거장으로 화물을 운송하는 역할을 수행한다.
스페이스X의 경우 유인 우주선 '크루 드래곤'과 무인 화물 우주선 '카고 드래곤'의 상업 비행을 통해 우주에서의 인원·물자 수송 역량을 키워나가고 있다.
'우주 주유소'를 노리는 미국의 오빗 팹은 올해 4분기 중 위성에 연료를 보급하는 궤도 유조선을 발사할 예정이고, 아스트로스케일과 클리어스페이스 등은 저궤도 혼잡으로 인한 충돌 위험이 커짐에 따라 수명이 다한 위성을 포획해 제거하는 기술을 올해부터 실증할 계획이다.
또 플래닛랩스와 블랙스카이는 AI 분석 플랫폼 기반 DaaS(서비스형 데이터) 모델을 구축했다. 실시간으로 위성 데이터를 분석해 농작물 수확량 예측, 탄소 배출량 모니터링, 공급망 리스크 관리 등 기업 경영을 위한 핵심 지표를 제공한다.
우리나라의 경우 위성통신 분야에 우선 집중하고 있다. 6G 시대의 네트워크 주도권을 잡기 위해 3200억원 규모의 저궤도 위성통신 R&D(연구개발) 사업을 확정했으며, 2030년 초까지 6G 기반 위성 발사 및 시범망 구축을 목표로 하고 있다.
업계 관계자는 "민간 주도의 미국에 맞서 중국이 국가 자원을 총동원해 추격하는 등 저궤도 산업은 지구 경제의 지형을 바꾸는 핵심 인프라로 인식되고 있다"며 "특히 올해는 수많은 프로젝트가 실험실을 벗어나 상업화 단계로 넘어가는 중대한 분기점이 될 것"이라고 했다.
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"스페이스X처럼..." 외치지만…누리호 상업화 막는 '구조의 벽'
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③'대국민 이벤트'에 갇힌 한국 우주산업
지난해 11월 27일, 민간이 주도한 누리호 4차 발사가 성공한 이후 "이제는 스페이스X처럼 민간과 함께 뛰어야 한다"는 목소리가 커지고 있다. 나로호를 거쳐 누리호 개발에 성공하며 한국은 세계 7번째 실용급 발사체 개발국에 이름을 올렸다. 기술적 자립이라는 1단계 목표는 달성한 셈이다.
이 같은 성과를 바탕으로 우주항공청도 빠르게 성장하는 상업 발사 시장에 대응하겠다는 구상을 내놨다. 국가 주력 발사체를 재사용 발사체로 전환하고, 민간 기업의 참여를 확대하는 한편 전남 고흥 나로우주센터도 민간 발사를 염두에 둔 인프라로 탈바꿈시키겠다는 방침이다. 그러나 산업 현장의 구조를 들여다보면 이러한 방향 전환이 선언처럼 곧바로 현실화되기에는 넘어야 할 구조적 장벽이 적지 않다.
◇운송보다 발사에 초점...한국형 발사체 딜레마
4일 우주·항공업계에 따르면 상업 발사에서 핵심은 '한 번 쏠 때 얼마나 많이, 효율적으로 실을 수 있느냐'다. 과학기술정책연구원(STEPI) 관계자는 "여러 고객의 위성을 한 로켓에 함께 실어 비용을 나누는 '합승 발사(라이드셰어)'가 가능해야 하고, 위성마다 다른 크기와 무게, 요구 조건을 조율하면서도 발사 일정과 성공 확률을 안정적으로 관리할 수 있어야 한다"고 설명했다.
누리호는 애초부터 여러 고객의 위성을 한꺼번에 실어 보내는 상업 운송을 목표로 설계된 발사체는 아니다. 상업적 운용보다는 발사 성능 자체를 입증하는 데 초점을 뒀다. 다시 말해 독자 기술로 발사체를 개발하고 실제 궤도 진입에 성공했다는 점에서는 의미 있는 성과를 냈지만 다양한 위성을 내부에 촘촘히 배치해 수익성을 극대화하는 상업 발사 모델에 곧바로 적용하기에는 구조적 한계가 있다는 평가다.
"고쳐 쓰면 되지 않느냐"는 의견도 있지만 문제는 그렇게 간단하지 않다. 민간 기업이 설계를 조금만 변경해도 발사 허가와 책임 구조를 사실상 처음부터 다시 검토해야 하기 때문이다. 발사 허가는 특정 부품 구성과 설계를 전제로 부여되기 때문에 작은 수정이 가해지면 인증과 검증 절차를 새로 거쳐야 하고, 사고 발생 시 책임 주체 역시 재정리해야 한다. 여기에 설계 도면의 기술 소유권과 부품 제작사 간 계약 관계까지 복잡하게 얽혀 있어 '조금 손봐서 쓰는' 방식은 현실적으로 어렵다. 업계에서는 이를 '한국형 발사체의 딜레마'라고 부른다.
스페이스X 재활용 로켓/자료사진=스페이스X
◇"누리호 상업화 어려움, 기술 아닌 구조 문제"
업계 관계자는 "미국 민간 우주기업 스페이스X의 경우 빠른 반복 시험, 설계 수정, 재도전이라는 사이클을 반복하며 실패를 사고가 아니라 '학습 데이터'로 축적해 나아갔다"며 "발사 시스템과 책임 구조, 시험·인증 체계를 한 기업이 통합 운영하고, 반복 실험을 전제로 설계를 유연하게 바꿀 수 있는 구조를 갖추지 않는 한 재사용 발사체로의 전환은 현실적으로 쉽지 않다"고 말했다. 스페이스X는 2006년 첫 로켓 발사 이후 1단 추진체 회수 실패, 시험 비행 조기 종료 등 부분 실패까지 포함해 10회 안팎의 실패를 겪은 것으로 알려져 있다.
이 관계자는 "재사용 발사체가 만약 실패할 경우 '세금이 투입된 사업'이라는 인식이 강하게 작동하면서 정치적 책임론과 예산 축소 논쟁으로 확산될 가능성도 있다"면서 "실패가 기술 축적의 과정으로 받아들여지기보다 곧바로 정책 리스크로 전환되는 이런 구조에서는 수십 차례의 시험과 폭발을 전제로 하는 재사용 발사체 연구를 추진하기 쉽지 않을 것"이라고 지적했다.
국내 우주산업이 여전히 '프로젝트 단위'에 머물러 있다는 점도 개선할 점으로 꼽힌다. 1년에 1~2기 발사하는 구조에서는 반복 학습을 통한 기술 고도화도, 대량 발사를 통한 비용 절감도 기대하기 어렵다. '규모의 경제'를 형성하기 힘든 구조라는 게 전문가들의 공통된 분석이다. 또다른 업계 관계자는 "누리호 상업화의 난점은 기술이 아니라 구조에 있다"며 "민간 주도로 우주산업 생태계를 대전환하겠다는 선언이 현실이 되기 위해서는 발사체를 둘러싼 권한과 책임, 허가와 생태계의 틀부터 다시 설계해야 한다"고 지적했다.
누리호/자료사진=공동취재단
[머니투데이 스타트업 미디어 플랫폼 유니콘팩토리]
송지유 기자 clio@mt.co.kr 최태범 기자 bum_t@mt.co.kr 류준영 기자 joon@mt.co.kr
