테슬라 회사의 CEO 일론 머스크가 운영하고 있는 미국의 우주탐사업체 스페이스엑스는 2020년 5월 30일 미국 플로리다 케네디우주센터에서 세계 최초의 민간 유인 우주선인 '크루 드래곤(Crew Dragon)' 발사에 성공했습니다.
크루 드래곤은 세계 최초의 유인 달 탐사선인 아폴로 11호가 발사된 런치 콤플렉스 39A에서 이륙했고, 나사 우주비행사 로버트 벤켄(Robert Behnken)과 더글라스 헐리(Duglas Hurley)를 태운 채 약 19시간 후, 목적지인 국제 우주 정거장(International Space Station, ISS)에 무사히 도착했습니다.
먼저 민간 우주 시장 개척은 스페이스엑스가 보유한 팰컨 9(Falcon 9)과 팰컨 헤비(Falcon Heavy)이 기초가 됩니다. 팰컨 9은 스페이스엑스가 직접 설계한 2단계 로켓으로, 궤도급 중에서는 세계 최초로 재사용이 가능한 로켓발사체 입니다. 매번 새로 건조할 필요가 없으니 발사 비용이 경쟁국에 비해 큰 폭으로 줄었고, 이를 통해 인공위성 발사나 ISS 물자 배송 대행 등 상용 우주 비행에서 큰 성과를 보였습니다.
이와 공동으로 추진하고 있는 사업은 아폴로 프로젝트에 이어 두 번째로 진행되는 유인 달 탐사 프로젝트, 아르테미스 계획입니다. 아르테미스 계획은 2024년까지 달에 여성 우주인을 보내고 2028년까지는 달에 지속 가능한 유인기지를 설립하는 것이 목표입니다. 이 아르테미스 계획은 스페이스엑스, 아마존의 제프 베조스가 설립한 블루오리진, 방산업체 다이네틱스와 미정부의 최종 선택을 두고 경쟁하고 있습니다.
스페이스엑스의 궁극적 목표는 인간을 화성에 보내는 프로젝트 바로 스타십 프로젝트 입니다. 애초에 아르테미스 계획에 제출한 로켓도 화성에 보낼 스타십을 개량한 버전입니다. 스타십은 최대 100톤의 이륙 가능 중량을 갖춘 슈퍼 헤비 로켓 추진체와 유인 우주선 스타십으로 구성됩니다. 지구에서는 슈퍼 헤비 로켓의 힘을 빌려 궤도를 벗어나고, 화성에 도착한 이후 다시 지구로 돌아올 때는 스타십이 단독으로 화성 궤도를 벗어날 수 있도록 설계되었습니다. 이 목표를 이룬다면, 지구와 화성 간에 우주 왕복선이 오가게 됩니다. 2025년경에는 100명 이상의 승객을 태운 거대한 유인 우주선(무게 150톤 정도)을 화성에 안착 시키겠다는 계획을 가지고 있습니다.
스페이스엑스가 추진 중인 대표적인 사업중 또하나는 스타링크 입니다. 스타링크는 1만 개 이상의 저궤도 위성을 발사해 전 세계에 20ms 이하의 응답 지연과 1Gbps의 속도를 내는 인터넷 환경을 제공하겠다는 계획입니다. 현재 지역적 한계가 명백한 광통신 기반 인터넷과 달리, 전 세계 어디서든 균일하게 인터넷을 사용할 수 있어 정보 격차를 줄이고, 초연결 사회를 제공하겠다는 것이 목표입니다.
Elon Musk는 이미 SpaceX를 통해서는 수익을 남기고 있다고 합니다. 전기자동차 사업이 명성에 비해 아직도 적자가 커서 불안하게 보이지만 많은 정지궤도 위성과 NASA로부터 운송비를 받으며 우주정거장에 화물을 실어 나르는 사업 등 발사체 사업에서는 사실상 이익을 보고 있습니다. 아마도 우주벤처 사업가 중에는 최초로 돈을 벌고 있는 사람이 아닐까 싶습니다.
미국 제 2위의 부자로 랭크 된 아마존 회장 제프 베조스(Jeff Bezos) 도 스타일은 다르지만 우주기술을 산업화 하려는 의지로 자비를 들여 블루오리진 이라는 회사를 설립하고 로켓을 개발하고 있습니다. 초기에는 준궤도(고도 110Km 전후) 관광으로 시작해서 궁극적으로는 우주궤도에 우주관광선, 우주호텔, 우주놀이공원, 우주식민지 등의 건설을 통한 대규모 우주 관광 사업을 계획하고 있습니다. 또한 지구궤도에 2, 3백만 명이 거주하는 식민지를 건설하겠다는 포부도 밝히고 있습니다. 이의 구현을 위해 Bezos는 불루 오리진(Blue Origin)이라는 회사를 설립하고 로켓과 우주선을 개발 중이며 최근에는 재사용 기술 습득을 위해 자체 개발한 New Shepard우주선의 수직 이착륙을 연속적으로 성공하여 로켓 재사용 기술을 확보해 나가고 있습니다.
스페이스X 와 달리 모든 일을 비공개로 진행하고 있어 자세한 내용이 알려져 있진 않지만 현재 액체수소/산소 조합을 사용하는 엔진 BE-3를 완성했으며 액체 메탄을 사용할 더 큰 추력의 BE-4 엔진(250 톤급)도 개발 중에 있습니다. 50톤 추력의 액체수소 엔진 BE-3는 2010년대 초에 개발 시작해서 2013년에 성공적으로 엔진분사 시험에 성공했고 2015년 초에 엔진시험 완료했습니다. 2년여 만에 로켓엔진으로써 사용 가능하다는 판정인, 소위, 수락시험(Acceptance Test)을 마친 거지요. Musk와 마찬가지로 초스피드의 엔진 개발입니다. 이 엔진을 이용하여 2015년 11월에는 준궤도에 올라 간 후 안전하게 재 착륙한 다음 정비하여 2개월 후에 다시 이륙하는 쾌거를 올리기도 했습니다. Bezos는 Cash-Cow인 Amazon을 소유하고 있는 등 엄청난 재력을 가지고 있어서인지 대부분의 개발비는 본인이 조달하고 있다고 알려졌으며 현재 5억 달러 이상 투자한 것으로 알려지고 있습니다. Bezos는 우주에는 유용한 자원들이 널려 있다고 보고 있으며 우주기술 개발을 통해 우주태양광발전(Space Base Solar Power Generation), 소행성에서 광물 캐오기(Space Mining) 등도 가능할 것으로 보고 있습니다.
사실 우주 관광사업의 선두주자는 영국의 Richard Branson일 겁니다. Branson은 여러 가지 사업을 벌였지만 제일 유명한 것은 1984년에 창립한 유럽 최대의 저가항공사인 버진 갤럭틱(Virgin Atlantic)입니다. 이 항공사의 성공으로 얻은 재력으로 Branson은 2004년에 준궤도 우주비행과 우주관광 사업을 목적으로 버진 갤럭틱을 설립하였습니다. 2005년에는 혁신적인 항공기 설계자로 유명한 Bert Rutan의 Scaled Composites과 합작하여 개발한 SpaceShip2와 WhiteNight2를 이용하여 준궤도 비행 기술을 개발하기 시작합니다. WhiteKnight2가 우주관광선인 SpaceShip2를 매달고 항공기처럼 활주로를 이륙하여 15Km상공까지 상승 비행한 다음 SpaceShip2를 분리합니다. 이후 6명의 승객을 태울 수 있는 SpaceShip2는 Hybrid Rocket을 이용해 대기권을 벗어난 110Km까지 상승하여 무중력상태를 경험한 후 지구로 귀환하게 됩니다. 지구로 귀환하는 여러 번의 비행시험을 통해 기술 검증을 하던 차 2014년 유인 시험 비행 중 사고로 탑승 조종사가 사망하는 사고가 있어 계획에 차질이 좀 있었지만 그 후로 사고 조사 및 수습에 애를 쓴 끝에 조만간에 유인 비행 시험에 다시 나설 것이라고 합니다. 이 이외에도 XCOR, Armadillo Aerospace, Airbus, Masten Space Systems 등의 벤처 기업들이 유사한 형태의 준궤도 비행 기술 개발에 매진하고 있습니다.
버진그룹이 설립한 인공위성 발사 기업인 버진오빗(Virgin orbit)
버진 오빗은 미국의 유명한 항공기업인 ‘버진 갤럭틱’에서 분리한 발사체 전문기업입니다. 버진 갤럭틱 내 작은 연구 그룹을 구성해 6년 전부터 관련 연구를 진행하다 2017년 롱비치에 생산기지를 마련해 분리했습니다. 버짓 오빗은 인공위성을 발사해주는 서비스를 제공하는 회사입니다. 그런데 발사 방식이 땅위에 발사장에서 일반 로켓에 위성을 실어 쏘는 방식이 아니라 하늘에서 위성을 쏘는 방식입니다. 지상에서 발사할 때보다 훨씬 저렴한 비용으로 위성을 발사할 수 있습니다.
Space Mining (우주행성 광물캐기)이 또 다른 미래 우주산업입니다. 태양을 돌고 있는 일부 소행성 중에는 귀중한 광물이 다량 포함되어 있다고 알려져 있습니다. 우주기술을 이용하여 이들 광물을 캐내어 우주에서 활용하거나 지구로 가져 오려는 사업이 시작되고 있습니다. 금, 은, 백금, 텅스텐 등은 지구로 가져오고, 철, 망간, 알루미늄, 니켈, 코발트, 타이타늄 등은 우주에서 각종 부분품 제작이나 우주구조물 건설에 사용하고, 물, 산소 등은 우주인의 생존에 그리고 수소, 암모니아, 산소 등은 로켓 추진제로 사용하자는 아이디어입니다. 2010년에 설립된 Planetary Resources가 우선 언급될 수 있습니다. 구글의 래리 페이지와 에릭 쉬미트가 투자자의 일원이고 영화감독 제임스 캐머론이 자문위원이라 유명세를 타기도 했습니다. 2013년에는 Deep Space Industries가 설립되어 2023에는 소행성 광물 채집을 목표로 열심히 사업 추진 중이고 Kepler Energy and Space Engineering도 우주광물에 기회를 엿보고 있으며 올해 2월에는 영국 Asteroid Mining Corporation이 설립되어 크라우드 펀딩을 통한 자금조달을 시도하고 있다고 합니다.
현재까지 조사된 바로는 711개의 알려진 소행성에는 대략 100조 달러 가치의 광물이 있다고 합니다.
다음으로는 지구궤도에서 대형 정지궤도 위성을 이용한 태양광 발전입니다. 앞으로 50년, 길어도 100년 내에는 석유가 고갈됩니다. 고갈 이전에 아마, 공해유발, 지구 온난화 등의 문제 때문에 화석연료 소비가 대폭 줄어들어야 할 겁니다. 전기 자동차와 같은 대체 기술이 나오는 것이지요. 그러나 전기자동차가 많아지면 질수록 전기 수요는 폭증하고 이에 대한 해결책이 필요해지지요. 유일한 해법은 지구정지궤도에 거대한 태양광 발전 위성을 올려 발전한 전기를 무선으로 내려 보내는 겁니다. 이를 위해서는 대량의 저렴한 로켓발사가 필요하며, 발전위성 개발 등을 위한 다방면의 기술개발이 일어날 겁니다.
또한 이 초대형발전위성을 근거지로 하여 소행성 광물 채굴용 우주선을 왕복시키고 가져온 광물은 발전위성의 풍부한 전기로 제련까지 해서 지구로 내려 보내게 될 겁니다. 가져온 각종 광물을 원료로 한 3D프린팅 제작을 통해 새로운 위성이나 탐사선도 복제해서 사업을 더 키울 수도 있겠지요. 아마 이 위성은 1만톤 급 이상의 거대한 복합위성 플랫폼이라 말할 수 있겠지요. 태양광발전, 각종 우주공장들, 사람이 거주하는 구역, 호텔 등등... 특히 태양광발전 사업은 어마어마한 에너지 관련 산업의 세계시장을 고려할 때 엄청난 임팩트가 될 겁니다.
현재에도 넓은 의미의 에너지관련산업은 전 세계 GDP의 30%에 이를 정도로 엄청나게 크게 형성되어 있습니다.. 그러기에 이 우주태양광 발전은 충분히 사업성이 있을 거란 얘기를 하는 겁니다. 우주태양광발전이 지구 전력 수요의 대부분을 감당하기 시작하고 부족한 희귀광물들을 우주로부터 조달하기 시작하면 인류는 처음으로 에너지와 자원 부족에서 해방될 것입니다.
미래 인류의 생존에는 우주기술에 기반을 둔 우주산업이 매우 중요한 역할을 할 것이라고 보며 엄청난 크기의 시장을 형성할 것입니다. 이런 우주 시장에 미리 투자를 하는 것도 좋은 투자가 될 것입니다.
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