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화성을 가겠다, 달에 원자로를 설치하겠다, 우주에 주유소를 만들겠다.
하루가 다르게 선진국들이 우주 개발 목표를 쏟아내지만, 한국은 아직 걸음마 단계다. 스페이스엑스는 2~3일에 한 번 꼴로 우주선을 발사하지만, 한국은 아직 제대로 된 발사체 기술도 없다. 우주 산업이 미래 먹거리라고 점쳐지지만, 많은 사람들은 우려 섞인 시선을 보내고 있다.
택배박스보다도 작은 위성이 어쩌면 한국 우주 산업의 희망이 될지도 모른다. 가로·세로·높이 10cm 정육면체(1U)를 기본 단위로 하는 초소형 인공위성인 큐브 정태영 위성이 한국 우주 산업의 발판이 되고 있다. 최근 주요국들이 민간 우주기업 육성에 힘을 싣는 가운데, 한국은 큐브위성 분야에서 민간기업들의 성과가 속속 등장하고 있기 때문이다.
크기가 작기 때문에 저비용으로 제작이 가능하고 전 세계 공통 규격으로 발사 서비스를 연동하기 편리하다. 또한 블록처럼 조립을 통해 크기를 자유롭게 확장할 수 있고, 청주소상공인지원센터 저비용에도 지구관측, 기상 감시, 통신 등 다양한 임무를 맡을 수 있어 민간기업이 진입하기 비교적 용이하다.
큐브위성 산업에서 한국이 경쟁력을 갖출 수 있는 이유도 저비용, 고효율이라는 점과 맞물린다. 미국, 유럽과 같은 우주 강대국의 위성은 고성능이지만 가격이 매우 높다.
비교적 저렴한 중국의 위성은 정치적인 이슈로 하나은행예금담보대출 인해 제약이 많은 편이다. 반면 한국의 경우 상대적으로 합리적인 가격과 우수한 영상 품질을 갖추고 있어 국제 경쟁력을 기대할 수 있기 때문이다.
조성익 텔레픽스 대표는 “현재 한국의 우주산업은 과거 우리나라 자동차 산업의 초기 단계와 유사하다. 외제차 수입·조립생산 단계를 넘어 1975년 국산 최초 고유 모델을 만들고 글로벌 시장에 진출했 정기적금 계산기 듯이, 위성 산업에서도 자체 개발과 경쟁력 확보가 가능하다”고 말했다.
국내 큐브위성 개발, 정부 주도에서 민간으로
한컴인스페이스가 2022년 발사한 ‘세종1호’. 국내 퇴직금 계산시 연차수당 첫 지구관측용 민간위성이자 큐브위성이다. [사진=한글과컴퓨터]
이같은 한국의 경쟁력은 큐브위성 개발이 민간 영역으로 넘어오면서 본격화됐다. 다른 우주 기술처럼, 큐브위성 개발 역시 원래는 정부 차원에서 대학을 중심으로 시작됐다. 한국항공우주연구원은 2012년부터 큐브위성 경연대회를 열어 큐브위성 산업을 육성하고자 했다.
하지만 2022년까지 열린 5회 대회까지 총 15기의 큐브위성을 발사했으나 위성영상 촬영 등 임무를 성공한 위성은 한 대도 나오지 않았다.
정부 주도의 우주산업이 민간으로 넘어온 것은 2022년 한컴인스페이스가 한국의 첫 민간 지구관측 큐브위성을 발사하면서 본격화됐다. 2022년 5월 한컴인스페이스가 발사한 위성은 세종1호다. 3U, 10.8kg 크기로 개발됐고 발사 당시 500?km 궤도에 정상적으로 올라갔다.
이후 본격적으로 민간 우주기업들이 큐브위성을 개발 및 발사하는 사례가 늘었고, 최근 3년간 유의미한 성과를 보이고 있다.
2023년 5월 카이로스페이스는 자체 개발한 큐브위성 ‘KSAT3U’을 발사했다. 3U 규격, 무게 2.86?kg의 이 위성은 기상 현상 관측 임무를 수행하기 위해 개발됐다. 카이로스페이스는 KSAT3U로 경남 사천과 통영 해안선, 백두산 천지 등을 촬영한 영상을 공개하기도 했다. 이는 국내 민간 큐브위성의 첫 성공적인 관측 사례다. 다만 낮에 흑백 이미지만 촬영할 수 있다는 한계를 보였다.
같은 해 11월 나라스페이스에서도 16U 규격, 무게 25kg의 국내 첫 상업용 초소형 관측 위성인 ‘옵저버 1A’를 발사했다. 앞서 한컴인스페이스와 카이로스페이스가 발사한 위성보다 월등히 큰 사이즈다.
나라스페이스는 발사 이후 이듬해 1월 부산, 아랍에미리트(UAE) 두바이, 미국 캘리포니아 쿠퍼티노, 이라크 바그다드 등 세계 주요 도시를 촬영한 위성사진을 공개했다. 25kg급 초소형 지구 관측 위성을 직접 개발해 영상 수신까지 성공한 것은 세계 최초다.
영상 수집 단계 넘어 ‘상용화’ 가능할까
나라스페이스의 ‘옵저버 1A’가 촬영한 아랍에미리트의 팜 주메이라. 25kg급 소형 위성을 직접 개발해 영상 수신까지 성공한 세계 최초 사례다. [사진=나라스페이스]
위성 발사와 영상 수집을 넘어 위성 영상을 수출하는 사례도 나오기 시작했다. 텔레픽스는 올해 블루카본을 모니터링하기 위한 개발한 6U급의 큐브위성 ‘블루본’을 발사한 데 이어, 최근에는 블루본의 영상을 유럽으로 수출하는 계약을 맺었다. 계약 규모 30만 달러(약 4억원)로, 국내 큐브위성이 해외 상용화에 성공한 첫 사례다.
이를 두고 한국의 큐브위성 시장이 본격적으로 해외로 진출하는 신호탄이라는 평가가 나온다. 위성 제작부터 영상 분석, 수출 계약까지 모두 독자 기술로 이뤄진 성과이기 때문이다. 외국산 부품을 조립하거나 위성시스템 전체를 직구매해 발사했던 기존 민간 개발 큐브위성과 달리, 블루본은 초정밀 고해상도 카메라와 위성용 AI 엣지컴퓨터를 자체적으로 독자개발한 고유모델이다.
블루본에는 추가 장비 없이도 초점 조절 특허가 적용된 분광 카메라가 탑재돼 약 4.8m 해상도로 고품질 이미지를 우주에서 촬영할 수 있으며 자체 개발한 AI 엣지 프로세서 ‘테트라플렉스’도 탑재돼 위성 내에서 GPU 기반 초고속 AI 영상 분석도 가능하도록 했다.
텔레픽스가 지난 7월 촬영해 공개한 이란 이스파한 핵시설 위성 영상. [사진=텔레픽스]
텔레픽스는 지난 4월 블루본으로 촬영된 예멘 하드라마우트주 타림 지역 사막 지역을 공개한 바 있으며, 지난 6월에는 이란 이스파한 핵시설을 대상으로 위성영상을 촬영해 자사의 AI 영상분석 솔루션을 통해 미국 미사일 공습 전·후 영상 비교 분석해 보고서를 발행한 바 있다.
텔레픽스는 큐브위성으로 수집한 영상을 활용해 새로운 정보 서비스 시장을 열겠다는 계획이다. 글로벌 원자재 물동량을 분석해서 투자자들에게 제공하거나, 산불 현장을 촬영해 추후 보험업계가 활용할 자료를 만들 수 있다는 것이다. 6월에 화재가 발생한 경북 지역을 텔레픽스가 최근 위성으로 분석한 결과, 산불 피해와 복구 현황까지 선명하게 확인할 수 있었다.
한국의 민간 우주기업들이 큐브위성 기술력을 점차 갖추고 있는 가운데, 정부 차원에서도 힘을 싣고 있다. 실제로 이재명 대통령은 후보시절 중소기업 R&D 과제 확대 방안, 방위·AI 기반 우주산업 융합 전략 등을 공약으로 내세운 바 있다.
업계 관계자는 “현재 국내 위성 개발 기업들이 큐브위성 분야에서 유의미한 성과를 내고 있지만, 아직 상용 서비스나 해외 수출로 이어진 사례는 드물다”며 “이제는 단순한 ‘영상 수집’ 단계를 넘어, 실질적인 데이터 활용 시장으로의 진입이 필요한 시점”이라고 말했다.
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