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미래&과학미래

‘ISS’ 빈자리 잡아라…민간 우주 기업들, 우주정거장 ‘3파전’

등록 :2021-11-01 10:04수정 :2021-11-01 10:24

노후화한 국제우주정거장 이후 겨냥
블루오리진 등 3곳서 건설 계획 밝혀
12개사 제안서 제출…더 늘어날 수도
블루오리진의 우주정거장 ‘오비털 리프’ 상상도. 블루오리진 제공
블루오리진의 우주정거장 ‘오비털 리프’ 상상도. 블루오리진 제공

로켓에서 우주선을 거쳐 우주정거장으로.

정부가 아닌 민간 기업이 우주 개발을 주도하는 ‘뉴스페이스’ 물결이 다시 한 번 소용돌이 치려 하고 있다. 1971년 옛 소련이 최초의 우주정거장 살류트를 가동하기 시작한 이후 반세기만에 기업들이 우주정거장에서 새로운 사업 기회를 모색하고 있다.

아마존 창업자 제프 베이조스가 이끄는 블루오리진과 세계 최대 방위산업체 록히드마틴이 잇따라 이 대열에 가세하면서 경쟁에 불이 붙었다.

우주정거장은 로켓이나 우주선처럼 단순히 우주를 왕복하는 수단이 아니라 우주에 상주하는 구조물이다. 따라서 규모나 비용에서 기존의 민간 우주사업을 훨씬 뛰어넘는다. 지금의 국제우주정거장(ISS)을 완성하는 데는 10여년에 걸쳐 1000억달러가 투입됐다.

나노랙스와 록히드마틴 등이 추진하는 우주정거장 ‘스타랩’. 나노랙스 제공
나노랙스와 록히드마틴 등이 추진하는 우주정거장 ‘스타랩’. 나노랙스 제공

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연구·실험용 우주정거장 ‘스타랩’

최근 두개의 민간 컨소시엄이 2020년대 후반을 목표로 한 우주정거장 건설 계획을 잇따라 발표했다.

먼저 청사진을 제시한 건 록히드마틴 쪽이다. 록히드마틴은 우주서비스 기업 나노랙스와 함께 2027년 국제우주정거장 8분의 3 크기의 첫 모듈 운영에 들어갈 계획이라고 밝혔다. 우주정거장 이름은 ‘스타랩’(Starlab)이다. 이름에서 시사하듯 주로 물질, 작물 등의 연구와 실험용으로 쓸 계획이다.

나노랙스가 사업 전반을 주도하고 나노랙스 대주주인 보이저 스페이스가 투자를, 록히드마틴이 팽창식 모듈과 로봇팔, 실험 시스템 제작을 책임진다. 우주정거장의 수용 인원은 최대 4명으로 잡고 있다. 나노랙스는 지난 10년 동안 1300개 이상의 장비를 우주정거장에 공급해 온 업체다. 지난해 말엔 국제우주정거장에 최초의 민간 부속 모듈 ‘비숍 에어락’을 설치했다.

블루오리진의 우주정거장 ‘오비털 리프’.
블루오리진의 우주정거장 ‘오비털 리프’.

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연구·산업·관광 다목적용 ‘오비털 리프’

블루오리진은 5개 업체와 손을 잡고 10명을 수용할 수 있는 우주정거장 ‘오비털 리프’(Orbital Reef)를 2020년대 말까지 짓겠다는 계획을 내놨다. 블루오리진은 록히드마틴의 경쟁업체인 보잉과 손을 잡았다. 보잉은 과학모듈을 제공하고 우주정거장 운영과 유지보수를 맡는다. 보잉은 국제우주정거장의 데스티니 실험실 모듈을 구축한 바 있다. 또 현재 개발중인 유인 우주선 스타라이너가 완성되면 이를 이용해 사람과 화물을 운송하는 데도 일조할 계획이다.

또 다른 합작 파트너인 시에라 스페이스(Sierra Space)는 이미 팽창형 우주호텔 모듈 시제품 라이프(LIFE)를 선보인 회사다. 에어백에 쓰이는 소재로 만드는 이 모듈은 길이 11미터, 지름 8미터의 원통형이다. 3개를 이어붙이면 실내 공간이 지금의 우주정거장과 거의 같다고 한다. 시에라는 승무원 및 화물 운송에 쓸 수 있는 우주왕복선 드림체이서도 개발중이다. 내년에 첫 우주화물 운송을 추진하고 있다. 시에라는 “국제우주정거장은 완성까지 무려 40번에 이르는 발사가 필요했지만, 3개의 모듈을 구축하는 데는 드림체이서 8~9회 왕복이면 족할 것”이라고 밝혔다.

주사업자인 블루오리진은 우주정거장 핵심 모듈 제작과 발사를 책임진다. 현재 개발중인 뉴글렌 로켓을 우주정거장 구축에 이용한다. ‘오비털 리프’는 국제우주정거장보다 더 높은 500㎞ 상공의 궤도를 돈다. 블루오리진은 우주정거장을 과학 연구와 산업, 관광용으로 두루 이용할 수 있는 ‘다목적 비즈니스 시설’로 운영할 계획이다.

지난 9월 러시아의 최신 우주정거장 모듈 나우카에 도킹한 소유스 MS-18 화물우주선. 나사 제공
지난 9월 러시아의 최신 우주정거장 모듈 나우카에 도킹한 소유스 MS-18 화물우주선. 나사 제공

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나사, 민간 우주정거장 후보 업체 선정 착수

기업들이 민간 우주정거장 건설에 관심을 쏟는 가장 큰 이유는 1998년 가동을 시작한 지금의 국제우주정거장이 노후돼 수명이 임박했기 때문이다. 균열, 공기 누출, 균형 상실 등의 크고작은 사고가 잇따르고 있다. 러시아는 2025년 이후엔 우주정거장에서 철수하겠다는 입장이다.

운영 주체인 미 항공우주국(나사)이 설정한 공식 수명은 2024년이다. 나사는 2028년까지는 어떻게 해서든 운영 시한을 연장할 계획이다. 그러나 이 경우에도 2020년대 말에는 국제우주정거장에서 손을 뗄 수밖에 없다.

나사가 후속 대안으로 생각하는 것이 민간 우주정거장이다. 나사는 좀 더 먼 곳의 우주시설, 즉 달 궤도 정거장과 기지 구축에 집중하고 저궤도 우주정거장은 민간 시설을 이용해 효율을 높이겠다는 구상이다. 우주정거장을 민간으로 전환하면 연간 30억~40억달러에 이르는 우주정거장 비용을 10억~15억달러 절약할 수 있을 것으로 나사는 기대한다. 나사는 스페이스엑스의 민간 우주선 프로그램을 통해 이미 200억~300억달러를 절약한 것으로 추산한다.

나사는 우주정거장 건설 후보 업체 4곳을 선정해 초기 개발자금 4억달러를 지원하기로 하고, 지난 봄 가이드라인을 제시했다.

올해 말까지 후보 업체를 골라 2025년까지는 최소한 2개 회사와 우주정거장 계약을 맺는다는 계획이다. 나사는 신생기업에서 항공우주 대기업에 이르기까지 12개사가 제안서를 제출했다고 밝혔다.

2024년에 발사될 액시엄 스페이스의 첫 우주정거장 모듈 상상도. 액시엄 스페이스 제공
2024년에 발사될 액시엄 스페이스의 첫 우주정거장 모듈 상상도. 액시엄 스페이스 제공

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액시엄, 2024년 우주정거장에 첫 민간 모듈 발사

나사는 이와 별도로 지난해 넥스트스텝(NextSTEP) 프로그램의 일환으로 우주기업 액시엄 스페이스(Axiom Space)에 새로운 우주정거장 모듈 구축 비용 1억4천만달러를 지원했다. 이 회사는 나사에서 국제우주정거장 프로그램을 관리했던 마이클 서프레디니가 2016년 벤처투자자와 공동설립한 회사다.

액시엄은 2024년 9월 첫 모듈을 시작으로 모두 3개의 모듈을 우주로 보낼 계획이다. 2027년 네번째 태양광 발전 모듈까지 보낸 뒤에는 국제우주정거장에서 떨어져 나와 독자적인 우주정거장으로 운용한다는 구상이다.

액시엄 최고기술책임자인 매트 온들러(Matt Ondler)는 ‘이코노미스트’에 “액시엄 우주정거장은 시설 단위당 비용이 국제우주정거장의 100분의 1에 불과하다”며 “전체 구축 비용을 30억달러로 예상한다”고 말했다. 국제우주정거장 연간 운영비 정도로 민간 우주정거장을 만든다는 얘기다. 액시엄은 민간 부문의 효율 중시 체계, 기술 발전에 따른 가격 하락 등을 비용 절감의 주된 요인으로 꼽았다.

액시엄 우주정거장의 내부 상상도.
액시엄 우주정거장의 내부 상상도.

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일정 차질 땐 중국 우주정거장만 남을 수도

기업들을 우주정거장으로 이끄는 또 다른 요인은 수익이다.

우주정거장을 우주비행사의 과학 임무나 관광용으로 쓰는 데 그치지 않고 기업 홍보용이나 제품 개발을 위한 실험, 나아가 직접 제품까지 제조하면 얼마든지 수익을 낼 수 있다는 판단이다. 예컨대 우주정거장은 중력의 제약을 받지 않기 때문에 구조물이나 유기체를 떠받치는 별도의 장치가 필요 없어 세포 배양 등에 유리하다. 또 망막 임플란트나 레이저용 광섬유, 더 강한 합금 제조에도 우주의 미세중력 환경이 유리하다. 로봇도 하중을 견딜 필요가 없기 때문에 움직임이 훨씬 정밀해질 수 있다.

노후화한 국제우주정거장의 수명 연한이 다가오고 있다. 위키미디어 코먼스
노후화한 국제우주정거장의 수명 연한이 다가오고 있다. 위키미디어 코먼스

지금까지 우주정거장 건설 계획을 밝힌 3개 업체 중 가장 일찍 준비를 시작한 곳은 액시엄이다. 반면 우주정거장 경험에선 나노랙스가 앞서 있고, 자금력과 인력에선 블루오리진이 가장 풍부하다. 그러나 미국의 민간 우주정거장 지원 프로그램이 순조롭게 진행된다는 보장은 없다. 블루오리진 우주정거장을 구축할 보잉의 우주선, 시에라의 우주왕복선과 모듈, 블루오리진의 뉴글렌 로켓은 모두 아직 한 번도 우주를 날아보지 못했다. 지난달 21일 열린 미 의회 청문회에서 짐 브라이든스틴 전 나사 국장은 “국제우주정거장이 퇴역하기 전에 민간 우주정거장이 완성되지 않을 수 있다”고 말했다.

중국 우주정거장 톈궁 완성 후의 모습. 중국유인우주(CMSA) 제공
중국 우주정거장 톈궁 완성 후의 모습. 중국유인우주(CMSA) 제공

그 틈을 비집고 일정 기간 중국의 우주정거장 톈궁이 유일한 우주 전초기지 노릇을 하는 상황이 올 수도 있다. 미국이 2011년 우주왕복선을 퇴역시킨 이후 2010년대 거의 내내 자국 유인 우주선을 갖지 못했듯, 이번엔 우주정거장 공백기를 맞을 수도 있다는 얘기다. 국제우주정거장의 3분의 1 크기인 톈궁은 내년 말 완공될 예정이다. 나노랙스의 제프리 맨버 사장은 지난 8월 국제우주정거장 연구개발 회의에서 “중국 우주정거장에 고객을 빼앗기는 일이 처음으로 발생했다”며 “중국과의 경쟁이 이미 시작됐다”고 우주 전문매체 ‘스페이스뉴스’는 전했다.

미국 우주산업계의 뉴스페이스 열기가 나사의 우주정거장 세대교체 목표를 차질없이 이뤄낼 수 있을지 주목된다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr
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