누리호 이어 다누리… 도전은 계속된다

▶우리나라 첫 달 탐사 궤도선 다누리가 관측에 나서는 상상도 

윤석열정부 우주 강국 도약 청사진
우리나라 우주산업은 2022년이 새로운 도약의 원년이다. 우선 독자 기술로 개발한 우주발사체 누리호의 성공적 발사를 통해 우주 강국으로 나아가는 이정표를 세웠다. 정부가 우주산업을 주도하는 ‘올드 스페이스(Old Space)’ 시대에서 민간이 적극 참여해 기술개발과 투자를 이끄는 ‘뉴 스페이스(New Space)’ 시대로 전환하는 시기이기도 하다. 윤석열정부가 110대 국정과제의 하나로 표방한 ‘우주 강국 도약과 우주 시대의 개막’을 알린 셈이다.
지구 대기권 밖의 우주 영역은 세계 어느 나라에서도 소유권을 주장할 수 없는 공간이다. 특정 국가나 기업이 독점할 수 없는 인류 공동의 자산이 우주다. 하지만 우주개발을 위한 국가 간 경쟁에서는 우열이 뚜렷하게 갈린다. 2000년 이후 상업적 목적의 민간 참여가 활발해지면서 전 세계 우주산업의 규모가 빠르게 커지는 것도 주목할 현상이다. 미국 투자은행 모건스탠리의 보고서에 따르면 2020년 3873억 달러(약 485조 원) 규모인 전 세계 우주산업 시장은 연평균 5% 이상 성장해 2040년에는 1조 1039억 달러(약 1383조 원)에 이를 전망이다.

▶다누리 사전점검 현장│한국항공우주연구원

항공우주청 신설 우주 관련 정책 총괄
초고속·초정밀·초저지연·초지능을 특징으로 하는 4차 산업혁명의 패권 경쟁에서도 우주개발은 필수다. 예컨대 5세대(5G) 이동통신보다 데이터 전송 속도가 최대 5배 빠른 6세대(6G) 통신은 위성통신과 지상통신의 통합망을 갖춰야만 상업화가 가능하다. 인공위성 기반의 6G 통신망을 구축하지 못하면 자율주행차, 드론, 사물인터넷(IoT) 등 차세대 정보통신기술(ICT) 적용이나 융복합 산업 경쟁에서 뒤처질 수밖에 없는 것이다.
세계 우주산업 시장에서 우리나라는 아직 주변국이다. 정부는 미국과 러시아, 유럽연합(EU), 일본, 중국, 인도 등에 이어 7대 우주 강국으로 도약을 목표로 내걸었다. 구체적으로는 우주발사체와 위성, 우주탐사, 위성항법까지 모두 추진할 수 있는 역량을 갖춘 일곱 번째 나라가 되겠다는 것이다.
우주 강국으로 도약하려면 우주산업 육성을 위한 정책 수립과 집행체계가 우선 바뀌어야 한다. 새 정부는 항공우주청을 신설해 부처별로 흩어진 우주 관련 정책을 한데 모으고 민간의 전문성을 활용하기 위한 조직과 기능을 체계적으로 설계하기로 했다. 또 공공부문이 보유한 기술의 민간 이전을 촉진하고 관련 기반 시설의 고도화와 함께 민간이 이를 활용할 수 있는 기회도 대폭 늘린다.
우주산업 활성화를 체계적으로 뒷받침할 수 있는 법적 근거도 갖췄다. 정부가 국무회의 의결을 거쳐 6월 10일 자로 공포한 ‘우주개발진흥법 개정안’이 바로 그것이다. 개정안에 따라 정부는 지방자치단체 등과 협의해 ‘우주산업 클러스터’를 지정하고 공공기관이 보유하고 있는 기반 시설을 민간에 적극 개방할 수 있게 된다. 우주산업 클러스터란 우주산업의 융복합 및 관련 산업과 연계 발전을 촉진하기 위해 연구 기관, 기업, 교육기관, 과학기술 관련 기관 및 단체와 그 지원 시설을 상호연계해 조성하는 지역을 말한다.

우주개발진흥법 개정안 12월 10일 시행
우주개발진흥법 개정안에는 우주개발사업에 계약 방식을 도입해 기업의 참여를 늘리고 수익성을 보장할 수 있도록 하는 조항도 신설했다. 그동안 국가 우주개발사업 체계는 협약을 통한 국가 연구개발(R&D) 참여로 기업들의 수익성을 보장하기 어려웠다. 앞으로 우주개발 사업은 연구개발 방식 이외에 이윤을 계상할 수 있는 계약 방식으로 기업이 참여할 수 있다. 기술적 난도가 높은 우주개발 사업은 계약 이행 지체 시 발생하는 ‘지체금’을 계약금의 10% 수준으로 완화할 수 있도록 했다. 아울러 우주개발 신기술은 국가 신기술로 지정해 공공 구매 입찰에서 우선 구매토록 한다.
우주개발 사업 성과를 확산시키고 기술 이전을 촉진하기 위한 시책을 5년마다 수립해 시행하고 우주 분야 인력 양성과 창업을 촉진하는 내용도 개정안에 담겼다. 개정안은 공포 후 6개월이 경과한 2022년 12월 10일부터 시행할 예정이다.
과학기술정보통신부는 제도 운영 등 세부적인 사항을 담은 시행령 등 하위 법령을 하반기까지 마련할 계획이다. 우주산업 클러스터 지정을 위한 예비타당성조사 보고서는 8월에 발표하기로 했다. 이종호 과기정통부 장관은 “우주개발진흥법 개정안은 미래 먹거리인 우주산업의 경쟁력 확보를 위한 제도적 기반을 마련했다는 점에서 의미가 크다”며 “정부는 하위 법령 정비와 사업 기획 등 후속 작업에 만전을 기해 뉴스페이스 시대에 걸맞은 생태계 조성에 더욱 힘쓸 방침”이라고 말했다.

▶순수 국내 기술로 설계 및 제작된 한국형 발사체 누리호가 6월 21일 전남 고흥군 나로우주센터 발사대에서 화염을 내뿜으며 우주로 날아오르고 있다.│사진공동취재단 

누리호 발사 다음으로 우리나라 우주산업의 새로운 이정표가 될 이벤트도 예고돼 있다. 바로 달 탐사 궤도선 다누리의 발사다. 다누리는 특수 제작된 컨테이너에 실려 7월 5일까지 미국 플로리다주 케이프 커내버럴 우주군기지로 옮겨진 뒤 8월 3일 오전 8시 20분(한국 시간) 미국 우주기업 스페이스X의 팰컨9 발사체에 실려 발사될 예정이다.
이어 ‘탄도형 달 전이 방식 궤적’으로 약 4개월 보름 동안 비행한 뒤 12월 31일 목표 지점인 달 고도 100km의 원궤도에 진입해 달 관측과 연구 활동을 수행한다. 이상률 한국항공우주연구원(항우연) 원장은 “2007년 우주개발 진흥 기본계획과 세부 로드맵(이행안)에 우주 탐사를 명시한 뒤 15년 만에 우리 독자 기술로 만든 달 궤도선이 성공적으로 발사돼 궤도에 진입하면 우리나라는 우주탐사의 첫걸음을 내딛게 된다. 이는 심우주로 나아갈 수 있는 기반 기술을 우리 힘으로 가지게 되는 것이다”라고 의미를 설명했다. 심우주는 지구에서 달까지 거리보다 더 멀리 떨어진 우주를 가리킨다.
다누리에는 항우연을 비롯한 국내 연구 기관과 민간기업이 함께 개발한 탑재체 다섯 개와 미국항공우주국(NASA)이 요청한 탑재체 한 개가 들어간다. 약 1년 동안 달 상공을 돌면서 활동할 다누리의 핵심 임무는 2030년 발사 예정인 한국형 달착륙선의 착륙 후보지 탐색과 자원 탐사다.
우선 항우연이 한화시스템, 데크항공, 이엘엠 등 국내 기업과 함께 개발한 고해상도 카메라 ‘루티’가 착륙 후보지 44곳을 실제로 촬영해 착륙 가능성을 평가한다. 한국천문연구원이 개발한 광시야 편광 카메라 ‘폴캠’도 주요 탑재체다. 폴캠은 특정 방향으로만 진동하는 편광을 활용해 달 표면의 입자 크기와 티타늄 분포를 조사해 달 표면 지도를 제작할 수 있는 정보를 제공한다. 지구에서 보이지 않는 달 뒷면까지 조사할 수 있는 광시야 편광 카메라를 탑재하는 것은 인류가 지금까지 보낸 달탐사선 가운데 다누리가 처음이다.
이 밖에 한국전자통신연구원이 개발한 심우주 탐사용 우주인터넷탑재체(DTNPL), 한국지질자원연구원이 개발한 달 표면 자원 탐사용 감마선 분광기(KGRS), 경희대가 개발한 달 주변 자기장 세기 측정기(KMAG)도 국산 탑재체다. 다누리와 교신은 경기 여주 심우주센터에서 맡는다. 심우주센터는 산학연이 힘을 모아 탄생한 지상 위성센터다. SK브로드밴드가 안테나 시스템 구축을 맡아 국내 최대인 35m급 안테나 반사판을 설치했다.
NASA가 다누리에 탑재를 요청한 것은 ‘섀도캠’이다. 섀도캠은 태양 빛이 닿지 않아 우리가 볼 수 없었던 달의 음영지역을 촬영할 수 있는 장치다. NASA는 우리에게 다누리와 교신할 수 있는 위성 데이터를 제공한다. 정부는 다누리 발사를 계기로 이뤄진 NASA와 협력이 우주 강국과 기술 격차를 해소하는 데 도움이 될 것으로 기대하고 있다. 서로 신뢰가 쌓이면 새로운 도전적 과제를 함께 할 수 있는 기회가 생길 수도 있다. 이미 우리나라는 미국 주도의 국제 유인 달 탐사 프로젝트인 ‘아르테미스’에 합류하기로 했다.

▶달 탐사 궤도선 다누리와 교신을 위해 경기도 여주에 구축된 심우주센터│한국항공우주연구원

한국형 위성항법시스템 개발 본격 착수
우주공간을 활용한 기술혁신과 경제적 부가가치 창출은 미래 희망이 아니라 현재진행형이다. 우주 강국들 간에 이미 치열한 경쟁이 벌어지고 있는 대표적인 분야가 위성을 활용한 위성항법시스템(GPS)이다. 위성항법시스템의 적용 분야는 교통수단의 내비게이션뿐만 아니라 통신, 측량, 구조, 금융 등으로 더욱 다양해지고 정확도 또한 나날이 높아지고 있다.
위성항법시스템이 제공하는 위치·항법·시각 정보가 그만큼 정교해진 덕분이다. 위성 기반의 위치·항법·시각 정보는 국가의 핵심 인프라이자 산업 혁신의 동력으로 떠오르고 있다. 인공지능(AI)과 대량자료(빅데이터)를 활용한 새로운 서비스나 자율주행차, 드론을 이용한 택배, 미래 도심항공모빌리티(UAM) 등을 구현하려면 cm급의 정밀한 위치 정보를 이용할 수 있어야 한다.
문제는 우리나라에서 제공받는 위치·항법·시각 정보는 대부분 미국의 GPS를 비롯한 외국의 위성항법시스템에 의존하고 있다는 것이다. 지금은 무료로 이 시스템을 쓸 수 있지만 미래에도 항구적으로 무료일지 장담할 수 없다. 전시 상황 발생이나 기술적 문제로 갑자기 정보 제공이 중단된다면 엄청난 경제적 손실과 사회적 충격을 초래할 수도 있다. 또 4차 산업혁명 시대를 맞아 좀 더 안정적이며 고도화된 위치 정보에 대한 수요는 더욱 빠르게 증가할 전망이다.
이에 따라 정부는 2022년부터 한국형 위성항법시스템(KPS) 개발에 본격 착수한다. KPS 개발을 위해 정부가 2022년부터 2035년까지 14년 동안 투입하는 예산은 3조 7234억 원에 이른다. 우리나라 우주개발 프로젝트로서는 역사상 최대 규모다. 2027년 위성 1호기 발사를 시작으로 2035년까지 모두 8기의 위성을 운용하고 지상기지와 사용자 시스템도 따로 구축한다는 게 정부 계획이다.
다만 KPS는 다른 나라의 정보는 제공하지 않고 한반도와 그 부속 도서에 한해 초정밀 위치·항법·시각 정보를 제공한다. KPS는 우주 선진국에서 운용하는 기존 위성항법시스템과 호환하면서도 독자적으로 지금보다 한 차원 높은 위치·항법·시각 정보를 제공할 것으로 정부는 기대한다. KPS 구축은 우리나라가 지금까지 확보한 지식과 우주개발 역량을 총결집할 프로젝트다.

박순빈 기자

(www.korea.kr)