“2008, 대한민국 우주산업의 현재와 미래 진단”

우주강국으로 발돋움하기 위한 첫걸음

▶ 우리는 왜 우주에 가려 하는가
▷ 우주인 생활 24시, 10일간의 기록
▶ 우주 기술이 인간을 풍요롭게 만든다
▷ 세계는 지금, 불꽃 튀는 우주경쟁시대

우주인(Astronaut)은‘우주항해자’라는 뜻의 그리스어에서 유래되었다. 보통 우주인은 우주선을 조종하는 우주인인‘우주비행사’와 과학실험을 담당하는‘임무전문가우주인’으로 구분할 수 있다. 우주개발 초기에는 대부분 공군 비행조종사이면서, 우수한 자질을 가진 사람만이 엄격한 선발과정을 통해 우주인이 될 수 있을 만큼 선발기준이 매우 까다로웠다. 최근의 한국우주인배출사업 또한 유인 우주 프로그램의 핵심인 우주인 선발과 훈련, 관리 등 관련 기술적 노하우를 습득하고, 우주에서 수행할 우주실험기술과 우주실험장비 개발에 대한 기술습득을 목적으로 하고 있다. 이를 통해 국민의 과학기술에 대한 이해와 인식을 높이고 나아가 대한민국 우주 과학기술의 경쟁력을 더욱 강화시키기 위함이다. 특히 전체 국민 대상의 후보 선발부터 우주 발사에 이르는 전 과정이 생생히 중계된 한국우주인사업은 2008년 4월, 한국 최초 우주인 이소연씨가 12일간의 우주비행 일정을 모두 마치고 무사히 귀환함으로써 또 다른 기틀을 마련했다. 국가우주개발계획의 중간 성과물이자 연이은 위성사업의 성공과 더불어 향후 진행될 우주개발의 가능성과 자신감을 확인하는 계기가 된 것이다. 이는 곧 우리나라가 우주개척의 새로운 출발선에 서게 되었음을 의미한다. 특히 이번 한국 우주인 배출은 한국 우주 과학 발전의 초석을 마련했다는 것에 더 큰 의미가 있다. 13종의 일반 과학임무 및 5종의 교육 과학임무 수행을 책임졌으며 ▶세계 10번째 우주 공간상 실험 수행 국가 ▶우주인 양성 기술 기반 확립 ▶우주 개발의 중요성 인식의 계기 ▶국제 유인 우주개발(달, 화성)에 동참 및 기여의 기반 확립 등으로, 17번째 ISS 회원국 가입 가능성을 더욱 높인 것이다. 하지만 과학계 안팎에서는 우주인 배출사업이 일회성 행사에 그치지 않아야 함을 지적한다. 이에 본지는 한국 우주인 탄생을 계기로 우주 개발의 의미와 함께 국내우주산업의 현황과 향후 추진 과제에 관하여 심층 보도하고자 한다. NP


[심층진단 - 국내외 우주기술 개발 현황과 시사점]

세계는 지금, 불꽃 튀는 우주경쟁 시대
“국운을 걸고 달려든 각국의 우주개발 프로젝트”
“우주를 지배하는 나라가 세계를 제패할 것이다”

스푸트니크 1호가 우주개발의 신호탄을 올린 지 50년이 지난 지금, 세계 각국은 매우 치열한 우주기술 경쟁을 벌이고 있다. 미국, 러시아, 유럽이 달 탐사를 넘어 화성탐사 계획을 이행하고 있는 가운데 한국은 지난 4월, 국내 최초의 우주인을 배출하였다. 1961년 인류 최초의 우주인이 배출된 지 47년 만의 일이며, 이미 세계 36개국 470여 명의 우주인이 다녀온 뒤다. 일반인도 우주관광을 즐길 수 있는 시대에 뒤늦은 출발이기에 가야할 길이 멀다.

▲ 미국항공우주국(나사)은 소행성이 지구에 충돌할 경우를 대비해 2000년부터 우주선에서 고에너지 레이저를 발사해 소행성의 궤도를 바꾸는 연구를 하고 있다.
인류가 공유하는 미개척 분야인 우주개발을 위해서는 인류전체의 지혜와 힘을 결집해야 한다. 이러한 의미에서 우주개발에는 국제협력의 당위성이 있고, 그것에 참여함은 곧 국제사회에 공헌하는 것이라 할 수 있다. 기상위성을 활용한 재난 예측 등 실생활에서도 국제사회의 긴밀한 협력이 이루어지고 있기 때문이다. 이에 한국항공우주연구원은 우주개발중장기기본계획 수립을 위한 기획연구에서“점점 엄격해지는 국제환경 하에서 계속 성장할 것으로 전망되는 우리의 경제성장”을 진단하며“국제적 지위향상을 배경으로 세계 각국과의 양호한 관계를 유지·발전시켜 나간다는 의미에서 우주개발은 중요하다”고 전했다. 자율적인 수행능력의 유지와 적극적인 국제협력의 추진이라는 전제 아래 우리의 국제적 지위에 맞는 활동을 전개해 나가야 한다는 것이다. 아울러 우리나라가 다양한 우주개발 활동을 안정적으로 수행하면서, 국제적 지위에 맞는 우주개발 활동을 전개하는 것에 대하여“이에 필요한 기술기반 확립을 위해 더욱 노력해야 한다”고 밝힌 한국항공우주연구원은“세계 우주개발의 효율적인 추진에 기여하는 국제협력프로젝트에 대한 참여를 적극 추진해 나가야 한다”고 강조했다.

우주선진국으로 우뚝 서기 위한 힘찬 도약
▲ KT가 2010년 6월에 발사하는 무궁화위성 6호는 오는 2011년 12월 설계수명이 종료되는 무궁화위성 3호를 대체해 위성통신.방송 서비스와 중계기 임대 서비스를 제공하게 된다. 사진은 2007년 8월 무궁화위성 5호가 발사되는 모습.
1957년 러시아가 인류 최초의 인공위성인‘스푸트니크 1호’를 발사한 이래, 미국과 러시아 등 일부 강대국들의 성역이었던 우주개발시장. 이제는 우리나라도 세계의 주목을 받으며, 그 대열에 당당히 참여하고 있다. 물론 선진 우주개발국가들 보다 40년 가량 늦은 1990년에 본격적으로 우주개발 사업을 시작하였으나, 현재 우리나라의 우주기술 수준은 국내주도 개발에서 기술자립화 단계로 나아가는 등 비약적인 성과를 이뤄나가고 있다. 지난 1992년‘우리별 1호’발사를 시작으로 2006년‘무궁화 5호’까지 과학위성 4개와 실용위성 2개를 발사한 우리나라는 지난 2000년 12월‘우주개발 중장기 기본계획’에 착수했다. 그에 따라‘한국인 최초의 우주인 배출 사업’을 추진하여, 2008년 4월 국내 최초의(세계에서 36번째)우주인을 배출하였다. 총 예산은 약 260억원(민간 포함) 정도가 투입되었으며, 그 중 약 200억원(2000여만 달러)이 러시아에 우주선 탑승료로 지불되었다. 이에 대한 부정적인 시각도 분명 존재한다. 하지만 비용적인 측면에 앞서 국내 최초 우주인 배출의 본질적인 의미는 기존의 위성·발사체 위주의 개발로부터 우주개발 영역을 확대할 수 있게 된 것에서 찾을 수 있다. 올 하반기에는 전남 고흥의 외나로도 우주기지에서 국산 과학기술위성 2호를 실은 최초의 한국형 우주로켓 KSLV1이 발사될 예정이며, 내년 후반부터는 1.5t급 실용위성을 발사할 수 있는 KSLV2도 개발될 계획이기 때문이다. 한편, 교육과학기술부는 2017년부터 2020년까지 달 탐사 위성 1호를 개발, 오는 2020년까지 달에 탐사위성을 띄울 전망이며, 이후 2020년부터는 유인 우주선 발사를 위한 기초기반 연구도 시작된다. 우리나라의 우주개발사업은 현재까지 발전 추세에 비추어 2010년까지는 위성체 및 발사체를 독자개발 할 수 있는 능력을 확보하고, 향후 2015년까지 우리나라 우주개발 능력이 세계 10위권에 진입할 것으로 기대된다. 이러한 기술개발의 진전과 더불어 우주과학 전문가들은 우주개발 선진국에서 점유하고 있는 우주공간과 심우주로 우리의 활동영역을 넓혀 나가게 될 것이라 전망했다.

우주협력 실용시대를 맞이한 인류의 우주정복
1961년 4월 12일 구소련은 최초의 유인 우주선‘보스토크 1호’의 발사에 성공한다. 인류로서는 처음으로 우주를 비행한 사람이 된 우주비행사 유리 가가린이 말한“지구는 푸른빛이었다”는 전 세계적으로 유명한 어록이 되었다. 1인용 우주선인 보스토크는 1963년 6월 최초의 여자 우주비행사 테레슈코바를 태운 6호기의 비행을 끝으로 프로젝트가 끝났으며, 이후 구소련은 1964년부터 2~3인용‘보스호트 우주선’을 발사하고, 1965년에는 레오노프가 인류 최초로 우주유영에 성공한다. 이에 질세라, 1970년이 되기 전에 인간을 달에 보내겠다는 케네디 미국 대통령의 말처럼 1969년 7월 20일, 세 명의 우주인(닐 암스트롱, 마이클 콜린스, 에드윈 올드린)이 탄‘아폴로11호’가 달에 도달하였고, 암스트롱과 올드린이 달의 고요의 바다에 착륙하는데 성공하였다. 미국이 우주경쟁에서 구소련을 따돌리고 역사상 처음으로 인간을 달에 보내는 순간이었다. 이후 미국과 구소련이 인공위성과 유인 우주비행, 달 탐사 등을 시작하면서, 그와 동시에 진행시킨 또 하나의 계획이 바로 행성탐사 계획이었다. 1960년대부터 양국은 금성이나 화성으로 탐사선을 보내기 위해 여러 가지로 노력을 기울였다. 구소련은 화성 탐사에 있어서는 그다지 큰 성과를 올리지 못했다. 그에 비해 미국은 비록 1964년에 발사된 화성 탐사선을 통해 성과를 거두는 것에는 실패했지만, 이후 1975년까지 7기의 탐사선을 화성에 보내 사진 촬영 등에 성공하였다. 한편, 1960년대 후반에 들어서면서 우주개발 경쟁에 들어가는 거액의 돈이 국민의 생활을 어렵게 하고 있다는 목소리가 미국과 구소련 양국 내에서 높아지기 시작했다. 그즈음 우주개발은 급속도로 발전해 이미 한 나라의 힘만으로는 감당할 수 없을 정도의 규모가 되어 있었다. 그 결과, 미·소는 국민생활과 보다 밀접하고 실용적인 목적을 지닌 인공위성의 개발에 주력하기로 정책을 전환함과 동시에 행성탐사에 있어서는 국제협력을 통해 보다 효율적인 방식을 모색하였다. 1995년 국제우주정거장(ISS) 계획 실현을 위해 미국의 우주왕복선과 러시아의 우주정거장 미르의 궤도상 랑데부가 이루어진 것이다. 우주왕복선은 통신·기상·과학 등의 목적을 지닌 위성이나 대형우주망원경 등을 싣고 우주로 나갈 수 있으며, 우주정거장 건설이나 인공위성이나 우주선의 점검·수리·회수 등에도 사용된다. 1984년엔 당시 미국 대통령이었던 레이건이 우주정거장 계획을 승인함으로써 국제우주 정거장 설계가 시작되었다. 현재는 미국을 중심으로 유럽, 일본, 캐나다, 러시아 등 16개국의 참여 아래 국제우주정거장 건설이 진행 중에 있으며, 2010년 완성을 목표로 하고 있다. 국제우주정거장이 완성되면 우주에서 여러 가지 실험 및 관측이 가능하게 되며, 여기에서 나오는 결과가 인류의 생활에 활용될 것이다. 이처럼 앞으로도 우주개발은 인류 공동의 프로젝트로 수행될 것으로 여겨진다. NP


국내 우주항공기술 현황과 기대

2008년 4월 8일, 이소연 씨는 한국인으로는 사상 최초로 우주인이 되었다. 이소연 씨가 비행을 마치고 귀환하면 한국은 세계에서 36번째로 우주인을 배출한 나라, 11번째로 우주과학 실험을 한 나라, 7번째로 여성우주인을 배출한 나라가 된다. 1996년 정부에서 종합과학기술심의회를 열고 2015년까지 세계 10대 우주강국을 목표로 하는‘우주개발 중장기 기본계획’을 수립한지 12년 만의 일이며, 현재까지 저궤도 위성과 발사체 개발, 로켓 발사장 건설 등의 사업이 추진되고 있다. 이번‘한국 우주인 배출 사업’역시 이러한 국가 우주개발 중장기 기본 계획의 일부분이며, 유인 우주 기술과 경험 축척은 우주 산업 및 우주과학 발전을 위해 필수적인 사항이라는 측면에서 우주인 배출은 매우 뜻 깊은 사안이라 할 수 있다. 따라서 이번 이소연 씨의 우주 비행은 일회적인 행사라기보다는, 본격적인 우주 개발 사업의 일환으로써 그 의미가 더 크다고 할 수 있겠다.

최초의 우주인 탄생 외에도 2008년은 대한민국의 항공우주발달사에 있어서 한 획을 그을만한 주요한 사업들이 차례로 결실을 맺는 해가 될 것으로 보인다. 우선, 한국 최초 우주인 배출을 시작으로 9월에는 나로 우주센터 준공식이 있을 예정이며, 12월에는 과학기술위성 2호가 탑재된 소형 위성 발사체(KSLV-1)를 나로 우주센터에서 자력으로 발사하게 된다. 나로우주센터의 경우, 우주발사체(로켓)을 이용하여 인공위성을 우주공간으로 발사하기 위한 발사장으로서 우주과학의 전초기지이며 위성발사 이외에도 우주관측을 위한 수많은 시설이 들어서게 된다. 이 우주센터가 완공되면 대한민국은 세계에서 13번째로 발사장을 보유한 나라가 되며, 우주개발 선진국으로 향한 첫 발을 딛게 되는 것이다. 앞으로 우리가 만든 인공위성을, 우리기술로 제작한 로켓으로, 우리 땅에서 발사할 수 있다는 점에서 큰 의의를 가지며, 해외의 발사장을 이용하면 위성의 모든 정보도 넘겨줘야 하기에 이 발사장을 보유하는 것은 국가 안보 전략적으로도 반드시 필요하다고 할 수 있다. 12월에 우주로 쏘아 올리는 과학기술위성 2호는 국내 발사장에서 소형위성 발사체(KSLV-1)에 실려 최초로 발사될 100kg급 저궤도 인공위성이다. 이 인공위성은 태양 관측, 정밀 궤도 측정, 위성체 핵심기술 개발 등의 임무를 수행할 예정이다. 또한 복합소재 태양전지판, Dual head 별센서, CCD 디지털 태양센서, 펄스형 플라즈마 추력기, 소형위성용 탑재컴퓨터, X-band 송신기 등 다양한 핵심 위성기술을 선보일 것이다. KSLV-1은 높이 33m, 중량 140t의 우주발사체이며, 러시아 측 지도를 받아 한국항공우주연구원과 (주)한화가 국내 개발하였다. 성공적으로 발사가 이뤄진다면 우리나라는 세계 9번째로‘스페이스 클럽(Space Club)’국가, 즉, 자국의 영토에서 자국 로켓으로 자체 제작한 인공위성을 우주에 쏘아 올린 국가가 되는 것이다.

우리의 우주 개발 사업은 경제 규모를 고려하였을 때 시기적으로 다소 늦은 감이 있으며, 위성 제작 기술 등의 우주개발 성과 또한 아직은 취약한 편이다. 미국 등 선진국과 비교해서 시기적으로 30년이나 격차가 벌어져 있는 분야도 있고, 중국, 인도에도 뒤져있는 상황이다. 그러나 위성 분야 기술력은 이미 선진국의 80~90% 수준이다. 13기의 인공위성을 개발하는 등 저궤도 실용위성 개발에 있어서는 독자적 능력을 보유하였으며, 100kg급 소형 위성 및 1.5톤급 실용 위성의 자력 발사 기술을 확보해 놓았다. 세계적으로 위성을 자력으로 개발할 수 있는 나라는 10여개국에 불과한데 우리나라는 아리랑 위성 2호를 국내 주도로 개발하고 세계 위성영상 서비스 시장에 우리 영상을 판매하고 있다. 발사체 분야는 선진국의 50~70% 수준의 기술을 가지고 있다. 아울러 과학 로켓 개발을 통해 일부 로켓 기술을 확보했고 올해 100kg급 인공위성을 궤도에 올릴 수 있는 우주발사체(KSLV-1)을 발사할 예정이다. 전반적으로 볼 때, 올해 우주인 배출 및 나로 우주센터를 완공 등으로 국제적인 주목을 받는 가시적인 성과를 거두고 있어 향후 전망은 밝다고 할 수 있다.

그렇다면 현 시점에서 미래를 보고 준비해야 할 것은 무엇일까? 가장 중요한 것은 향후 우주 개발 사업을 진행하는 데 있어서 경쟁력을 확보하는 것이며, 이를 위해서 몇 가지 해결되어야 할 과제들이 남아있다. 우선, 우주 개발의 역할 분담 필요하다. 지금까지 우주개발은 국가안보와 전략적 목적 하에 추진 됐기 때문에 국가가 진행했고, 정부 출연 연구기관은 이를 전담하는 형태를 보였다. 향후 정부와 출연 연구기관은 민간에 넘길 수 있는 기술은 민간에 이전시켜야 한다. 또한, 기초 핵심연구 분야를 담당하는 대학의 역할도 매우 중요하다. 따라서 이들 각 주체가 자기영역에서 최선을 다해 시너지를 창출해야 하며, 정부가 개발한 기술을 민간 기업에 출자해 민영화하는 선순환구조를 만들어야 할 것이다. 우주 개발의 경제성을 확보하기 위해서는 부가가치 서비스 개발이 관건이다. 일부에서는 미국 등 주요 선진국이 이미 장악하고 있는 위성과 로켓 시장보다는 블루오션인 응용서비스 시장과 부품 산업을 공략할 필요가 있다는 주장도 나오고 있으며, 위성과 발사체 기술을 바탕으로 보다 부가가치가 높은 활용 서비스 부문을 노리는‘선택과 집중’전략도 필요하다는 주장도 제기되고 있다. 아울러 짜임새 있고 철저한 일정관리로 막대한 예산이 투입되는 우주항공분야에 투자 대 효율성을 극대화할 필요가 있다. 마지막으로, 우주개발사업을 진행해 나가는 데 있어서 무엇보다도 중요한 것은 국민들의 지지와 정부의 일관적인 지원이다. 우주개발은 장기간의 사업기간과 막대한 예산, 그리고 성공과 실패가 분명하게 나타난다는 점에서 다른 과학기술 분야와 차이가 있다. 세계적으로도 위성 발사 시 실패 확률은 약 20% 정도이므로, 우리 국민들이 이런 우주개발의 특성을 이해하고, 실패를 하더라도 딛고 일어설 수 있는 국민적인 지지가 필요하다.

현대는 유비쿼터스 시대이며, 오늘의 날씨와 패션 동향을 알려주는 위성 코디네이터에서 온도를 감지해 문을 여닫는 고기능 센서까지 모두 현재진행형인 우주 기술 진보의 결과이다. 이외에도, 실생활에서 우주기술 응용으로 부가가치를 창출한 다양한 예가 있다. NASA(미 항공우주국)의 아폴로 계획으로부터 우주비행사의 식수와 음식문제 해결을 위해 정수기(이온여과장치)와 전자레인지가 개발되었으며, 우주선의 자동 랑데부와 도킹 기술, 그리고 인공위성의 원격탐사 기술은 라식수술기와 엑시머 레이져 안구 시술 시스템을 만드는데 이용되기도 하였다. 더 이상 항공우주기술이 SF영화에나 등장하는 실생활과 동떨어진 기술이 아닌 것이다. 따라서 이번 우주인 배출사업을 계기로 우주항공 산업 전반에 대한 국민적인 이해와 공감대가 조성되었으면 하는 바람이다.

▲ 김종암 교수
김종암 서울대 항공우주공학과 교수 chongam@snu.ac.kr
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