[권호천의 ICT 인사이트] 창의적 ICT 기업이 변화시킨 우주의 미래와 전쟁 환경 ③

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권호천 연구위원이 IT조선일보에  기고하시는 '권호천의 ICT 인사이트' 컬럼을 본인 허락 하에 연구원 홈페이지에 게재합니다.


[권호천의 ICT 인사이트] 칼럼은 4차 산업혁명의 핵심기술인 정보통신기술(ICT)이 사회와 개인에게 어떻게 영향을 미칠 것이며, 어떤 변화를 끌어낼 것인지 다양한 시각으로 접근하고 논의하기 위해 시작되었습니다.


입력 2021.10.29 06:00


출처 : http://it.chosun.com/site/data/html_dir/2021/10/28/2021102801643.html


스페이스X가 일으킨 패러다임 혁신


스페이스X는 우주개발 산업에 새로운 패러다임을 제시했다. 이제까지 보잉은 미국 정부와 국방부는 물론 CIA와 FBI의 위성 발사를 위한 로켓 사업을 거의 독점하다시피 했다. 가격보다는 기술의 가치를 최우선으로 한다는 미국 정부와 국방부 그리고 각 정보기관의 우주개발 정책의 방침은 보잉이 시장에서 별다른 저항을 만나지 않고 기업의 독점적 지위를 유지하는데 동력으로 작용했다.


그러나 미국 정부가 우주개발 사업의 비용 효율성에 초점을 맞추고 민간의 참여를 확대하는 방향으로 정책을 전환하자 보잉은 스페이스X와 같은 신생기업과 경쟁에 직면하게 됐다. 보잉이 가진 수직적 의사결정 구조와 방대한 조직 규모는 창의적 아이디어의 즉각적 적용에 커다란 한계로 작용했다. 반면 스페이스X는 기존 거대 공룡기업과 다르게 조직 구조의 최소화와 의사결정 구조의 수평화를 통해 새롭고 혁신적인 아이디어의 즉각적 적용과 실험을 했다.


우주개발의 새로운 패러다임 제시한 스페이스X…경쟁 그리고 성취


대표적인 사례는 NASA가 2010년부터 2014년까지 진행한 상업용 재보급 서비스(CRS, Commercial Resupply Service) 프로그램과 상업 승무원 수송 프로그램(CCP, Commercial Crew Program)를 들 수 있다. 특히 CCP에서 스페이스X는 그 혁신성을 여실히 보여줬다.


총 5단계에 걸쳐 이뤄지는 CCP는 1단계부터 3단계까지는 정부가 기업에 개발비용을 투자한다. 반면 4단계와 마지막 5단계는 투자가 아닌 계약의 단계다. 수주 금액도 급상승한다.


2010년 시작돼 총 5000만달러가 투입된 1단계는 CCDev1(Commercial Crew Development 1)다. 사업에 필요한 발사체, 우주선, 생명유지시스템 등 주요 시스템의 발전 정도를 평가해 업체를 선정했다. 여기에는 아마존 CEO인 베조스가 창업한 블루 오리진, 보잉, 보잉과 록히드마틴의 연합체인 ULA, 시에라 네바다 코퍼레이션, 파라곤 스페이스 디벨로프먼트 코퍼레이션 등이 선정됐다. 스페이스X는 참여하지 못했다.


2단계인 CCDev2(Commercial Crew Development 2)는 2011년 4월 시작됐다. 총비용은 2억7000만달러로 4개 기업에 차등 투자하는 프로젝트다. 기체의 안전도와 가격 조건의 충족 여부를 바탕으로 기업을 선정했다. 스페이스X는 2단계부터 참여하기 시작했다. 스페이스X를 비롯 보잉, 블루 오리진, 시에라 네바다 코퍼레이션 등이 선정됐다. 스페이스X는 이 프로젝트의 수주로 7500만달러를 확보했다.


3단계인 CCiCap(Commercial Crew Integrated Capability)은 2012년 8월 시작됐다. 승무원 수송 능력과 기술 테스트를 기준으로 스페이스X, 보잉, 시에라 네바다 코퍼레이션 등 3개 기업을 선정했다. 스페이스X는 이 프로젝트를 통해 4억4000만 달러(약 5280억원)를 투자받았다. 경쟁자이면서 동반 수주자인 보잉은 CTS-100, 스페이스X는 드래곤 V2, 시에라 네바다 코퍼레이션은 드림 체이서를 사용했다.


4단계인 CPC(Certification Products Contracts)는 2012년 12월에 시작됐다. 이 단계부터는 기업 투자가 아닌 계약의 구조로 프로젝트가 진행됐다. 우주선, 발사체, 미션 운용 시스템과 능력을 총괄해 검토한 후 3단계에 선정됐던 기업을 그대로 유지했다.


마지막 5단계인 CCtCap(Commercial Crew Transportation Capability)은 2014년 9월부터 시작됐다. 4단계에서 보았던 전체 기술을 바탕으로 스페이스X와 보잉이 최종 2개 기업으로 선정됐다. 스페이스X는 여기서 26억달러의 계약을 체결했다.


최종 계약자가 될 때까지 스페이스X는 기술 우위를 유지하는 동시에 개발비용의 획기적 절감을 강점으로 내세웠다. 최종 계약자인 스페이스X는 팰컨9 로켓과 크루 드래곤 우주선을 사용하고, 보잉은 CST-100 스타라이너(Starliner)를 사용해 각각 선정된 승무원을 2020년 내에 우주정거장으로 보내는 작업을 실행했다. 이로써 스페이스X는 기존 독점기업인 거대 방산 공룡기업 보잉과 어깨를 나란히 실력을 겨루는 단계로 진입했다. 앞으로 더 확대될 군사적, 상업적 우주개발 산업에서 치열한 경쟁이 예고된다.


CCP 사례와 같이 스페이스X가 기존 기업과 경쟁에서 우위를 차지할 수 있었던 결정적 이유는 로켓의 대량생산과 범용화 그리고 재사용을 통해 제작과 발사의 가격 경쟁력이다. 특히 기업 구조의 상대적 간소화를 통한 의사결정 속도와 신기술에 대한 창의적 아이디어의 전향적 수용이 큰 역할을 했다.


군수산업 공룡 연합의 등장


스페이스X는 미국 정부가 요구하는 비용 경제성을 높이는 동시에 기술력과 안정성 면에서도 기존 거대 공룡보다 우위의 결과를 도출했다. 정부의 신뢰를 확보하는 데 성공한 이유다. 이러한 신뢰성 확보는 미국뿐 아니라 다른 나라의 위성 발사에 사용할 로켓의 경쟁력을 높이는 결과로 이어졌다.


스페이스X의 위협을 비롯해 미국 정부가 우주개발에 민간기업 참여를 독려하는 정책을 고려하자 보잉도 이제까지의 독점적 위치를 더욱 공고히 하고 타 기업의 시장 참여에 더 높은 장벽을 쌓기 위한 전략적 선택을 하게 된다. 군수산업 공룡인 록히드마틴과 50대 50의 지분을 투자해 공동으로 새로운 발사체 전문 기업인 ULA(United Launch Alliance)를 설립한 것이다.


일론 머스크는 이러한 거대 공룡 연합을 시장을 위협하는 행위라며 불편함을 드러냈다. 여기에 사회적 분위기까지 이 공룡 기업 연합을 달가워하지 않는 분위기로 서서히 돌아섰다. 미국인이 보잉과 록히드마틴 그리고 이들의 연합체인 ULA를 구태의 상징으로 인식하는 분위기도 감지됐다.


이에 스페이스X는 미군이 ULA에만 호의적이라며 고소를 하게 된다. 2015년 결국 소송에서 승리하면서 2016년 ULA보다 훨씬 싼 가격으로 미군의 GPS 발사 프로젝트를 따내기도 했다.


ULA와 스페이스X는 비용과 기술 그리고 자체 생산 능력에서 현격한 차이를 보였다. ULA는 로켓의 자체 생산이 아닌 타사의 엔진을 부착한 형식으로 제작이 이뤄지지만, 스페이스X는 로켓의 모든 것을 자체 생산하는 구조다. ULA는 로켓에 러시아제 엔진을 사용하다가 미·러 관계의 악화와 의회의 반대에 부딪히며 결국 아마존의 베조스가 설립한 블루 오리진이 개발한 엔진을 사용하기로 결정했다. 이는 아마도 청문회에서 일론 머스크가 "우리 로켓은 전부 미국산을 쓰는데, 왜 ULA는 러시아산만 쓰냐"는 발언도 한몫했을 것으로 예상할 수 있다.


로켓뿐 아니라 유인 우주선도 미국 정부가 스페이스X를 선택한 이유는 스페이스X가 제작한 드래곤 V2가 보잉이 제작한 CST-100보다 비용이 저렴하다는 것이 중요하게 작용했다. 상업 승무원 수송 프로그램인 CCP 프로젝트의 최종 낙찰자인 스페이스X와 보잉의 발사 스케줄 면에서도 보잉은 스페이스X보다 뒤처지는 모습을 보인다.


스페이스X와 가격 경쟁력에서 밀린 보잉은 일회용 로켓으로는 시장에서 더는 경쟁이 어렵다고 판단, 로켓 재활용을 위한 연구를 진행하고 있다. 그러나 이미 로켓 재활용 기술을 적용해 사용하고 있는 스페이스X와 아직 개발 연구를 진행하고 있는 보잉의 상황은 시장에서 그 선택의 여지에 엄청난 차이를 보일 수밖에 없다.




스페이스X의 팰컨 헤비가 가진 가장 큰 강점은 강력한 힘이다. 3개의 로켓이 하나로 묶여 있는 형태인 팰컨 헤비는 보잉과 록히드마틴의 연합체인 ULA의 가장 큰 로켓 ‘델타4 헤비’보다 2배 이상 강력한 엔진 파워를 자랑한다.


팰컨 헤비의 3개 로켓엔 각각 9개씩의 엔진이 장착돼 있어 총 27기의 엔진이 발휘하는 추진력은 무려 2267톤(500만 파운드)에 이른다. 이런 추진력을 더 쉽게 이해하기 위해 비행기에 적용해 보면, 보잉747 점보기 18대가 동시에 이륙하는 힘과 맞먹는다면 그 힘의 양을 가늠하기 조금 수월할 것이다.


이러한 추진력 덕분에 로켓에 탑재하는 중량에서도 팰컨 헤비가 ULA의 델타4 헤비보다 3배 가까이 앞선다. 말 그대로 현존하는 최대의 로켓이 스페이스X에서 제작한 팰컨 헤비라는 의미다. 이 추진력을 기준으로 탑재 중량을 조정하면 팰컨 헤비는 탑재한 물체를 지구 고도 수백km 지구 저궤도에서 더 멀리는 화성, 그리고 더 멀게는 명왕성까지 보낼 수 있다.


스페이스X 로켓은 재사용이 가능하도록 설계돼 있다. 탑재한 우주선, 위성 등을 목표 지점에 올려놓고는 지상 발사 센터로 다시 돌아와 착륙하는 시스템으로 이제까지 그 어떤 로켓 제작사도 시도하지 않은 획기적인 방법이다. 이러한 로켓 회수를 통해 기존의 1회 사용 후 폐기하던 로켓에 비해 현저히 낮은 비용으로 로켓을 운용할 수 있다.


스페이스X 대변인은 "팰컨9이 대부분의 우주 임무를 수행할 수 있다면, 팰컨 헤비는 모든 우주 임무를 수행할 수 있다"는 말로 팰컨 헤비의 성능을 설명했다. 새로운 개척자의 시대가 도래할 것인지, 아니면 100년을 이어온 거대 공룡의 시대가 계속 이어질 것인지 유심히 지켜볼 필요가 있다.


미국의 새로운 우주개발 프로젝트와 민간기업의 혁신적 약진


미국 정부와 NASA는 다양한 우주개발 계획을 세우고 있다. 미국은 유인 달 착륙선 프로젝트인 ‘아르테미스 계획(Artemis Program)’을 2017년부터 추진하고 있다. 이 프로젝트는 2024년까지 최초의 여성 우주인을 달에 보내는 계획이다. 이 프로젝트에도 스페이스X가 참여하고 있다. 그리고 2028년까지 달에 지속 가능한 유인기지 건설 계획을 추진하고 있다.


미국 정부의 이런 야심 찬 계획은 일부 달 탐사선의 개발을 민간에 위탁하는 등 민간기업과 여러 국가 간의 협력을 도모하는 방향으로 진행되고 있다. 미국의 이러한 움직임과 우주개발의 새로운 우주경제시스템은 세계 각 국가의 우주개발 경쟁을 더욱 자극할 것으로 예상된다.


우주는 이제 마지막 개발의 공간으로서의 가능성을 활짝 열고 인간의 새로운 도전을 기다리고 있다. 선진국은 물론 개발도상국들까지 자국의 이익에 부합하는 다양한 프로젝트를 계획하며 우주로의 영역 확대에 박차를 가하고 있다.


‘아르테미스 프로젝트’에는 미국의 여러 민간기업이 참여하고 있다. 아마존의 베조스가 설립한 ‘블루오리진’, 미국 콜로라도주 루이빌의 ‘시에라 네바다 코퍼레이션’, ‘캘리포니아 팔로알토의 세레스 로보틱스’, 캘리포니아주 어바인의 ‘티박 나노 새틀라이트 시스템’ 등의 미국 민간기업들이 참여하고 있다. 아마존의 베조스가 설립한 블루오리진은 로켓개발 사업에도 깊이 참여하고 있고, 보잉과 ULA에 로켓을 제공하고 있다.


여기에 더해 미국의 민간 우주기업들은 우주여행의 상품화에서도 경쟁하고 있다.


스페이스X는 ‘스타쉽’을 개발해 달과 화성 등에 유인 우주선을 보내는 목적을 위해 노력하고 있다. 블루오리진은 상업 우주여행 사업을 특화하기 위해 달 착륙선 ‘블루문’을 소개하기도 했다. 이러한 상업 우주여행에 깊은 관심과 노력을 기울이는 또 다른 기업은 영국의 버진(Virgin) 그룹이다.


버진 그룹 회장인 리처드 브랜슨(Richard Branson)은 2004년 민간 우주탐사 기업인 버진 갤럭틱(Virgin Galactic)을 설립하고 민간인 우주여행 서비스 계획을 수립했다. 이후 여러 차례의 시험 비행을 진행했고, 2018년에는 사상 최초로 민간인이 탑승한 유인 우주선 실험을 성공적으로 수행했다. 유인 우주왕복선 ‘스페이스십2 VSS 유니티’는 NASA 출신 우주비행사 2명을 비롯해 8명을 태우고 지구와 우주의 경계라고 할 수 있는 높이인 82.7Km 고도까지 올라갔다가 다시 귀환하는 데 성공했다.


그리고 2020년 10월 유인 승무원 우주비행 테스트를 진행해 ‘스페이스십2’의 시스템 테스트를 진행하고, 2021년에는 버진 그룹 회장이 직접 우주선에 탑승해 우주여행을 진행할 것이라고 발표했다. 이는 우주여행 상품의 출시를 공식적으로 알리기 위한 이벤트라고 할 수 있다. 이로써 미국의 민간 우주기업들이 본격적으로 우주여행을 상품화하는 경쟁에 돌입하는 양상을 보여주고 있다. 스페이스X, 블루오리진, 버진 갤럭틱의 삼파전이 예상되는 가운데 머지않은 미래에 민간인의 우주여행이 가능해질 전망이다. 물론 초기엔 가격이 워낙 비싸 누구나 경험할 순 없겠지만, 수요가 늘어나면 가격은 점차 내려갈 것이다.


일론 머스크와 스페이스X가 연 새로운 우주경제시대의 방향


일론 머스크와 스페이스X가 앞당긴 우주경제시대는 상업적 영역과 군사적 영역에서 동시에 빠른 발전을 보일 것이다. 인공위성, 유·무인 우주선, 국제우주정거장, 달 유인기지 그리고 앞으로 이어질 다른 행성으로의 진출 등은 인간의 접근 영역을 엄청나게 확대할 것이다. 이와 더불어 고갈돼 가는 지구의 에너지 소스를 우주에서 획득하는 방안도 더 빠르게 연구가 진행될 것이다. 동시에 군사적 측면에서의 공격적 무기의 우주 배치도 심도 있게 논의될 것이다.


우리가 사용하는 스마트폰, 컴퓨터의 시간, 차량에서 사용하는 네비게이션, 일기예보, 재난 감시 및 경보 등 수많은 기기가 네트워크로 묶여 하나의 거대한 유비쿼터스 사회를 만들어 가는 21세기 정보화 사회는 더욱 우주산업의 발전과 밀접하게 연관된 형태로 진행될 것이다. 위성을 통한 GPS 시스템은 민간과 군에서 이제 없어서는 안 될 중요한 기초구조로 자리하고 있다. 그리고 이것을 가능케 하는 것이 우주산업이다.


스페이스X는 인터넷 위성을 자체적으로 쏘아 올리며 전 지구적 인터넷망 서비스에 대한 포부를 밝혔다. 세계에서 우주개발 산업에 몸담은 기업 가운데 다양한 사업을 한 회사에서 하나의 패키지로 묶어 모두 서비스할 수 있는 기업은 스페이스X가 유일할 것이다. 우주로 물체를 쏘아 올릴 로켓부터 쏘아 올린 위성으로 부가 서비스까지 실행할 수 있는 기업은 이제까지 없었다. 이것이 가능하기까지 불과 18년이 걸렸다. 앞으로 스페이스X는 보잉이 100년이 넘는 세월 동안 그랬듯 민간의 기술로 군사적 영역으로의 확대에도 큰 역할을 하며 미국의 국방 분야에 큰 획을 그을 것이다.


우주의 무기화와 군사적 활용이라는 두 영역 구분을 어떻게 할 지에 따라 논의의 방향이 달라질 수 있다. 이미 스페이스X는 미국의 우주 군사 활동에 커다란 역할을 담당하는 기업으로 자리매김하고 있다. 많은 국가가 군 통신위성, 정보수집위성, 항법위성 등을 군사적 목적으로 활용하고 있다. 이것은 우주의 군사적 활용 범위에 속하며, 전 세계 모든 국가가 용인하고 있는 분야다.


그러나 우주의 무기화는 다른 측면이다. 지상의 미사일로 위성을 요격하거나, 우주 궤도에서 적국의 위성을 감시하다 명령이 떨어지면 목표한 위성에 충돌해 파괴하거나, 지상에서 레이저로 위성을 요격하는 수준의 공격은 이미 현존하고 있다.


2007년 중국이 위성 공격용 탄도미사일로 지상에서 약 805~864 km 떨어진 우주 궤도에서 돌고 있던 자국의 낡은 기상위성을 격추했다. 2008년엔 미국이 자국이 운영 중이던 스파이 위성이 오작동을 일으키자 이것을 미사일로 격추한 사건이 있었다.


지상의 미사일로 우주에서 활동하는 위성을 요격하는 시험은 이미 1950년대 후반부터 시작됐다. 1959년 미국이 최초의 위성 요격 시험을 시작하자, 1960년대부터는 소련도 이 대열에 동참했다. 2019년 3월 27일엔 인도가 위성 요격 시험에 성공했다고 발표하면서 세계에서 4번째로 위성 공격 능력을 갖춘 국가가 되었다. 2020년 5월 러시아가 미국의 위성을 요격하는 시험을 했다고 미국 우주군 사령부가 발표했다. 이러한 일련의 예상치 못한 사건은 우주의 무기화에 대한 불안을 증폭시키는 역할을 했다.


위에서 열거한 사례는 지상에서 위성을 공격하는 형태가 주를 이뤘다. 그러나 머지않은 미래엔 우리가 영화에서나 보았던 우주 전쟁 상황을 볼 수도 있을 것이다. 레이저 무기를 탑재한 위성이나 우주선이 우주 공간과 지상을 목표로 무기를 사용하는 것도 충분히 가능한 시나리오다.


할리우드에서 제작한 영화 ‘지.아이.조2’에 등장하는 ‘신의 지팡이’라는 무기는 우주 기지에서 투하하는 텅스텐 막대기다. 이 무기는 텅스텐 막대기의 질량과 그것이 낙하하는 에너지만으로 지상의 도시를 초토화하는 것으로 그려졌다. 이런 무기는 이미 미국에서 오래전부터 연구가 진행되고 있었지만, 우주로 운반하는 비용이 너무 과도해 실행을 못 하고 있다는 얘기도 있다. 그러나 이제 스페이스X와 같이 저비용으로 물체를 우주로 운반할 수 있는 로켓의 시대가 열렸으니 그러한 무기의 활용도 충분한 가능성이 있지 않겠냐는 생각을 하지 않을 수 없다.


2019년 2월 11일 미국 국방부(DOD) 산하 국방정보국(DIA)은 ‘우주 안보에 대한 도전’이라는 보고서를 발표했다. 이 보고서는 중국과 러시아가 우주에서의 미국의 지위를 약화시킬 방안을 다각적으로 시도하고 있고, 북한과 이란 등도 미국에 위협을 가할 방안을 모색하고 있다고 밝혔다. 전자전 시스템, 레이저 무기를 포함한 지향성에너지무기(DEW), 위성 공격용 탄도미사일 등을 개발하고 있다는 것이다. 따라서 미국도 이러한 무기들에 대응할 방어시스템을 구축해야 한다는 의견을 보고서는 피력하고 있다. 우리는 바야흐로 우주 상업화 시대와 더불어 우주 전쟁의 시대로 접어들고 있다.


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