KDI 경제정보센터

민간기업 스페이스X의 유인우주선 크루드래건이 지난 11월 16일(한국시간) 오전 9시 27분 미국 플로리다주 케네디우주센터에서 발사됐다. 27시간의 비행 끝에 17일 오후 1시 1분 국제우주정거장(ISS)에 도착했다. 크루드래건에 탑승한 우주인 4명은 기존 ISS에 체류하던 미국과 러시아 우주인 3명의 환영을 받으며 ISS에 입성했다. 민간기업이 ISS에 우주인을 보내는 민간 우주 수송 시대가 열리는 순간이었다. 전통적으로 우주개발은 정부 주도로 이뤄져왔다. 정부가 대규모 예산을 투입해 개발을 진두지휘하고 몇몇 대기업이 참여하는 형태였다. 냉전체제 때 미국과 옛 소련 간의 국가 경쟁이란 분위기에 맞물려 정부 주도 우주개발은 더욱 힘을 받았다. 크루드래건 이전에 우주인을 수송했던 미국항공우주국(NASA)의 디스커버리호와 현재도 운용 중인 러시아연방우주국(로스코스모스)의 소유즈 등도 정부 주도 우주개발의 산물이었다. 하지만 옛 소련이 붕괴하며 우주개발 경쟁열기가 시들해졌고, 막대한 개발 비용에 대한 부담감이 커지면서 이러한 기조에 변화가 생기기 시작했다. NASA는 인류 최초의 달 착륙을 이뤄냈던 아폴로 계획이 끝난 후 유인우주비행에 드는 비용을 줄이려 했다. 재사용이 가능한 우주왕복선을 1970년대 개발해 1981년부터 운용했다. 하지만 획기적인 비용절감을 이뤄내지 못하며 30년 뒤인 2011년 결국 임무 종료를 선언했다. 이 기간 동안 NASA가 우주왕복선에 투입한 비용만 1,740억 달러에 이른다. NASA는 이후 러시아 소유즈를 이용해 우주인을 ISS로 보내왔는데, 이 비용 또한 만만찮았다. 1인당 8,800만 달러로 2011년 이후 4배가 올랐다. NASA는 결국 비용절감을 위해 2010년부터 상업 우주선 프로그램을 추진했다. 직접 우주왕복선을 운영하는 것이 아닌, 민간기업이 제공하는 이른바 우주택시 서비스를 이용하는 새로운 운영모델이었다. 이를 위해 보잉과 48억 달러, 스페이스X와 30억 달러 규모의 계약을 맺었다. 민간기업 간 경쟁을 유도해 개발이나 비용 면에서 효율의 극대화를 꾀했다. 결국 스페이스X는 크루드래건 개발 착수 약 10년 만에 우주인을 수송하는 데 성공했다. 스페이스X는 사람을 ISS로 실어 나를 수 있는 유인우주선 발사에 처음으로 성공한 민간기업이 됐고, NASA는 2011년 우주왕복선 퇴역 이후 처음으로 우주인 수송에 성공했다. 보잉이 개발한 우주선 스타라이너는 2019년 12월 ISS 도킹 시험에 실패했지만 지난 12월 8일 낙하산 시험을 완료하는 등 다시금 우주선 발사를 준비하고 있다. 크루드래건을 타고 ISS에 입성한 우주인 4명은 6개월간 과학실험과 ISS 유지보수 임무를 수행한다. 다양한 식단을 섭취하며 우주인 건강에 어떻게 영향을 미치는지 연구하고, 인간 장기 구조와 기능을 모방한 조직이 심어진 칩을 사용해 미세중력이 인간의 건강과 질병에 어떤 영향을 주는지 알아본다. 또 우주에서 식량을 생산하기 위해 다양한 유형의 빛과 토양에서 무 같은 식물을 재배하는 실험도 진행할 예정이다. 임무가 끝나면 이들은 ISS에 도킹된 크루드래건을 타고 귀환, 또 다른 크루드래건을 타고 ISS로 오는 우주인 4명과 교대한다. 스페이스X가 NASA와 맺은 6번의 ISS 우주인 수송 임무 중 두 번째가 될 예정이다. 두 번째 발사는 오는 3월 30일, 세 번째 임무는 올 9월 발사가 예정돼 있다. 민간기업이 ISS에 우주인을 주기적으로 실어 나르는 시대가 본격적으로 열린 셈이다. NASA도 이 점을 강조하며 유인우주비행의 역사가 바뀌고 있다고 평가했다.

이른바 뉴 스페이스(New Space) 시대다. 지난해 미국의 우주 기업 스페이스X가 민간기업으로는 처음으로 국제우주정거장에 우주인을 보내는 데 성공하면서 뉴 스페이스는 민간 주도의 우주개발을 상징하는 키워드이자 정부의 우주산업화 정책의 중요한 어젠다가 됐다. 뉴 스페이스는 발사체와 위성 분야의 기술혁신 그리고 산업의 융합으로 우주산업 진입장벽이 낮아지면서 민간 투자와 새로운 우주서비스시장이 폭발적으로 증가하고 있는 현상으로 요약된다. 뉴 스페이스가 최근 주목받는 이유는 단지 우주개발의 상업화와 민간 참여 확대 정도의 의미를 넘어서, 정부와 민간의 관계 변화를 수반한 전통적 우주개발 산업생태계 전반의 변화를 이끌고 있기 때문이다. 과거 우주개발은 정부가 주된 자금 공급원이 돼 민간 대형 업체가 개발한 하드웨어를 구매하는 방식이 주를 이뤘지만, 최근에는 새로운 민간 투자 파트너와 기업가적 활동(entrepreneurial activity) 모델을 기반으로 한 소위 뉴 스페이스 기업들이 민간 주도의 우주개발로 변화를 일으키고 있다. 1,100여 개 우주 기업에180조 원 민간 투자 이뤄져 글로벌 우주 분야 투자회사인 미국 스페이스 엔젤스의 최근 글로벌 뉴 스페이스 투자 현황 분석에 따르면, 2009년부터 2020년 3분기 현재까지 1,128개의 우주 기업이 총누적액 1,660억 달러(약 180조 원)의 민간 투자를 받았다. 2015년 이후 크게 증가한 투자 규모는 코로나19 팬데믹으로 2020년 상반기 주춤했지만, 3분기 이후 반등하고 있다고 한다. GPS와 지리공간정보, 지구관측 분야 등 애플리케이션 분야에 대한 투자가 늘어 20% 가까이 차지한다는 분석이다. 국내에는 뉴 스페이스 기업이 몇 개나 있으며 투자 규모는 얼마나 될까? 뉴 스페이스 기업을 구분하는 공식적인 개념은 없지만, 뉴 스페이스 기업의 주요한 특징으로는 기술혁신과 융합, 글로벌 마켓과 파트너십, 신 비즈니스 모델, 민간 투자 기반의 중소기업벤처 등을 꼽을 수 있다. 그러나 민간 투자를 받은 기업으로 한정하는 것이 일반적이다. 업계에 따르면 2005년 이후 국내의 우주 기업 가운데 벤처캐피털, 엔젤 등으로부터 투자를 받은 기업의 수를 파악하면 쎄트렉아이, 인텔리안테크놀로지스 등 대략 10개 남짓으로 파악된다. 국내의 경우 2005년 쎄트렉아이가 첫 투자를 받은 이래 몇몇 기업이 간간이 투자를 받다가, 2017년부터 투자가 급격히 증가하기 시작했다. 2020년 총투자액은 11월 현재까지 약 130억 원 규모로, 2019년 한 해 동안 기록한 141억 원에 근접한 수치다. 코로나19가 산업계 전반에 악재로 작용하고 있음에도 국내의 우주기업에 대한 투자 관심도가 이어지고 있는 것이다. 정부 개입 필요 없다? 뉴 스페이스 확대위해 넘어야 할 오해들 뉴 스페이스 확대를 통해 우주개발의 상업화와 민간 참여의 확대를 넘어, 민간 주도의 우주산업 생태계의 변화로 유도하기 위해서는 정부나 민간에서 넘어서야 하는 뉴 스페이스에 대한 몇 가지 오해가 있다. 첫째, 뉴 스페이스는 정부의 우주개발 프로그램과 관계없는 민간자본 투자와 상용기술의 사업 영역으로 정부의 개입이 필요 없다는 오해다. 그러나 정부는 뉴 스페이스 기업의 성장에 결정적인 역할을 해왔으며, 앞으로 그 역할이 더 중요해질 것이다. 미국항공우주국(NASA)은 2006년 상업용 궤도운송서비스(COTS; Commercial Orbital Transportation Services) 프로그램을 통해 스페이스X에 2억7,800만 달러를 지원했다. 그동안은 정부가 제시한 기술개발의 방향과 개발 목표를 기업이 용역 계약을 통해 수행하는 방식이었다면, COTS는 정부가 기술개발의 요건만 제시하고 목표 달성을 위한 단계식 검사만을 할 뿐 구체적인 개발은 기업이 주도한다. NASA는 현재 추진 중인 달 탐사 프로젝트까지 많은 우주프로그램을 이러한 민관협력 방식으로 추진하면서 민간의 기술혁신을 촉진하고 있다. 둘째, 뉴 스페이스는 우주관광, 우주자원 채굴 등 위험요소가 큰 신시장에 대한 장밋빛 전망에 기대고 있을 뿐, 전통적인 우주산업과는 관계가 없다는 오해다. 그러나 뉴 스페이스의 신시장이 아니라 발사체와 위성체제작 같은 기존 우주산업에서 변화가 더 크게 나타나고 있다. 록히드 마틴이나 보잉 같은 기존 우주 기업들은 생산 효율화를 위해 가상현실이나 3D프린팅 같은 신기술을 공정에 활용하고, 다양한 크기의 위성을 낮은 비용으로 신속히 제작하기 위해 상용부품을 사용하는 대량생산 라인을 도입하는 등 변화에 적극적으로 대응하고 있다. 이에 따라 기존 우주산업은 우주부품 공급시장의 경쟁이 심화되면서 글로벌 가치사슬로의 편입이 중요해질 것이다. 이는 내수시장의 한계에 갇혀 있던 국내 부품소재 공급업체들의 우주산업 진출 기회가 커질 것임을 뜻한다. 마지막으로, 뉴 스페이스는 중소벤처기업의 영역으로 대기업과는 관계가 없다는 오해다. 뉴 스페이스의 기업가정신에 대한 강조에서 비롯됐다고 보이지만, 타 산업에 비해 유난히 대기업의 관심이 적은 국내 사정도 한몫을 한 것으로 보인다. 최근 뉴 스페이스에서 발견되는 중요한 특징 가운데 하나가 상이한 가치사슬 또는 분야를 통합하는 비즈니스의 확장 방식이다. 위성부품 제조, 위성체 체계 제조, 서비스, 단말기 등 시장 구분이 뚜렷했던 과거와 달리 최근에는 적극적인 기업 간 인수합병으로 제조뿐만 아니라 최종 활용서비스를 통합적으로 제공하는 기업이 느는 추세다. 뉴 스페이스도 점차 대기업 중심으로 재편될 것이라는 전망도 나오고 있다. 날로 커져가는 뉴 스페이스에 대한 관심은 새로운 우주시대의 개막과 미래사회에 대한 기대의 반영이다. 우리 정부도 뉴 스페이스 시대에 대응하기 위해 민간 주도의 우주정책을 수립해 추진 중이다. 뉴 스페이스가 정책 홍보의 진부한 레토릭에 머물지 않고 우주산업 진흥의 실질적인 효과를 가져오는 주요한 수단이 되도록 하기 위해 정부와 민간 각각의 역할에 대한 면밀한 고민이 필요한 시기다.

지난 10월 13일, 아마존 최고경영자(CEO) 제프 베이조스가 이끄는 우주 스타트업 블루오리진은 사람이 탑승할 수 있는 캡슐을 탑재한 로켓 뉴 셰퍼드의 시험비행에 성공했다. 이 로켓은 우주와의 경계선으로 불리는 고도 100㎞ 지점까지 올라간 뒤, 7분 30여 초 만에 지구로 귀환했다. 캡슐(사람이 타고 있진 않았다)도 3분여 뒤 무사히 지구에 착륙했다. 이번 시험비행에 쓰인 뉴 셰퍼드는 사실 앞서 6차례나 발사된 적 있는 재활용 로켓이다. 블루오리진은 로켓 재활용 기술을 활용해 우주관광 상품을 만들고, 장기적으로는 미국항공우주국(NASA)이 주도하는 아르테미스 프로젝트에 기여할 예정이다. 아르테미스 프로젝트는 2024년 우주인 한 쌍을 달에 착륙시키고, 2030년엔 달에 유인기지를 건설한다는 달 탐사 계획이다. 블루오리진 외에도 수많은 기업이 우주산업에 뛰어들고 있다. 영국의 억만장자 리처드 브랜슨이 설립한 버진갤럭틱 역시 우주 관광 상품을 개발 중이다. 지난 6월 우주선 유니티를 미국 뉴멕시코주 상공에 띄워 활공 비행 시험을 했다. 지금은 다음 단계인 로켓 추진 비행 시험을 준비하고 있다. 버진갤럭틱의 저궤도 우주여행에 참여하려고 티켓을 선구매한 사람만 600명이 넘는다. 일본중국에서도 우주 스타트업이 태동하고 있다. 일본 애스트로스케일은 우주 청소부를 자처한다. 지구 궤도 위엔 고장난 위성과 파편 등 우주 폐기물 수억 개가 총알보다 10배 빠른 초속 7~8km로 돌고 있다. 이런 물체가 작동 중인 위성이나 우주정거장, 우주선 등과 부딪히면 큰 피해로 이어진다. 애스트로스케일은 자석 팔을 가진 로봇 위성을 우주에 띄운 뒤 지구에서 원격 조종해 폐기물을 잡아 궤도에서 이탈시키는 기술을 갖고 있다. 폐기물은 중력에 따라 자유낙하하다가 대기권에서 마찰열에 불타 사라진다. 최근 화상으로 인터뷰한 노부 오카다 애스트로스케일 창업자는 곧 실제 청소 작업에 돌입할 계획이라고 말했다. 일본 아이스페이스(Ispace)는 2039년까지 달에 사람 1천 명이 살 수 있는 기지 문 밸리를 짓는 게 목표다. 달엔 지구에 드문 희토류가 많이 묻혀 있는데, 이 자원을 확보하겠다는 계획이다. 이미 무게가 4㎏ 남짓한 달 탐사 로봇 로버를 개발했고, 소형 달 착륙선 랜더를 개발 중이다. 나카무라 다카히로 최고운영책임자(COO)는 앞으로 인류는 기후변화, 에너지 부족 등으로 한계에 이른 지구를 벗어나 우주로 생활 영역을 넓혀야 한다고 말했다. 중국엔 민간 우주 기업이 120여 곳 있다. 로켓을 지구 궤도로 쏘아 올린 아이스페이스(iSpace), 재사용 로켓 시험발사에 성공한 링크스페이스 등이 대표적이다. 중국 정부가 달 탐사, 화성 탐사에 적극적으로 나서고 있어 기업들의 성장세도 가파르다. 우주산업은 현재 로켓 발사 분야가 주류지만, 안정성사업성이 확보되면 호텔(미국 비겔로에어로스페이스)이나 물류(독일 DHL) 등 우주서비스 분야로 발전이 이어질 가능성이 크다. 한국항공우주연구원에 따르면 세계 우주산업 시장 규모는 2018년 277조 원에서 2040년 1,100조 원 이상으로 커질 전망이다.

우주개발이란 우주를 활용해 경제적 이익을 창출하는 모든 행위다. 우주발사체, 인공위성, 발사장, 지상관제시스템과 같은 하드웨어와 우주에서 획득한 정보를 저장하고 처리할 수 있는 소프트웨어 기술 등의 필수적 조건들이 필요해 막대한 예산을 장기간 투자해야 하므로 우주개발은 미국과 유럽, 러시아 등의 강대국이 주도했으며 국방이나 군사적인 임무수행을 주목적으로 했다. 한편 우주산업은 위성을 활용할 수 있게 기술적 인프라를 제공하는 모든 산업을 말하며, 크게 우주로 접근하는 비행수단의 제작을 담당하는 상부구조(upstream)와 다양한 우주정보를 가공해 부가가치를 창출하는 하부구조(downstream)로 나눌 수 있다. 2016년 세계 우주산업 통계를 보면 상부구조의 매출액은 전체의 3%이며 97%는 하부구조가 차지하고 있어 부가가치 창출은 하부구조에 의존하고 있음을 알 수 있다. 2000년대에는 혁신적 기술과 기업가정신을 갖춘 민간기업들이 대거 우주개발에 참여하며 기존의 정부 주도 우주개발과 구별되는 새로운 패러다임을 제시했다. 이를 뉴 스페이스(New Space) 시대라 한다. 여기서 혁신적 기술이란 발사비용 저감을 위한 발사체개발과 반도체, IT, 인공지능(AI)과 빅데이터 기술 등의 4차 산업 기술 그리고 심우주 탐사 기술 등을 포함하고 있다. 특히 저렴해진 발사비용과 위성 기술의 발달로 초소형 위성으로도 원하는 지구관측정보 수집이 가능해지자 저궤도를 활용하는 민간기업의 우주 참여가 활발하게 나타났다. 지구 저궤도를 활용한 영상정보의 획득과 국가경영을 위한 기본자료, 홍수와 가뭄 등의 재난 대비, 지구적인 환경기후질병농업 등에 대한 빅데이터 생산과 AI에 의한 자료분석 기술이 각광받고 있으며, 이를 기반으로 하는 신산업의 태동이 매우 활발하게 목격되고 있다. 특히 상당수 민간업체는 위성 제조와 운영 그리고 영상정보 처리와 분석의 과정을 하나의 패키지로 운영하며 기존의 우주산업과 다른 방식의 사업모델을 제시하고 있다. 즉 영상정보만을 판매하는 방식(selling satellite data)에서 수요자가 원하는 해결방안을 제시하는 방식(selling answers)으로 변화하고 있어 정부와 더불어 새로운 우주개발 수요를 창출하는 역할을 담당하고 있다. 위성은 매일 새로운 영상정보를 수집하기 때문에 방대한 데이터를 원시 저장하고 원하는 정보로 변환하는 중간 과정이 필요하다. 우리나라는 하부구조를 활성화할 수 있는 훌륭한 IT 인프라를 갖추고 있음에도 수집한 위성정보들이 정보수요로 연결되지 못하는 실정이며, 체계적인 저장 기술도 낙후돼 있어 미래 활용을 위한 기회마저 희미해지고 있다. 따라서 뉴 스페이스 시대를 맞는 우리 우주산업의 발전방향을 살펴보면, 선진국과 기술격차가 큰 발사체와 위성 등의 제조산업은 정부의 지원이 계속 필요하지만 인터넷 인프라와 우수한 기술배경을 갖춘 민간업체들로 구성된 하부구조로는 더 많은 기업이 참여하고 스스로 기술적 혁신이 이뤄지는 생태계가 조성돼야 한다. 지금도 정부와 민간기업들은 위성정보의 활용수요를 제기하고 있지만 원하는 시간에 원하는 장소를 촬영한 영상정보를 얻기 어려울 뿐 아니라 자료의 분석기술도 부족해 상당한 수요가 처리되지 못하고 있다. 따라서 우주정보 활용수요를 적극 발굴하고 다양한 시범과제를 만들어 민간의 기술축적과 경쟁력 있는 산업체 육성을 지원하는 정책 전환이 필요하다. 비록 우리에게 뉴 스페이스 시대의 우주산업은 익숙하지 않은 분야지만 머지않아 우리가 가장 잘할 수 있는 미래 주력산업으로 성장할 가능성이 매우 크기 때문이다.