우주개발과 국제환경 변화 > News Insight

시작하며 

우주분야에 대한 국민적 관심이 높다. 2022년 6월 순수 국산 우주 발사체 누리호 2차 발사성공에 이어, 금년 5월 25일 누리호 3차 발사를 통해 국내 최초로 차세대 소형위성과 큐브위성 7기 등 총 8기의 실용위성을 싣고 지구 저궤도에 성공적으로 진입시켰다. 달탐사분야에서도 작년 8월 우리나라 최초의 달궤도선 다누리호를 성공적으로 발사하여 달 궤도에 성공적으로 안착한 바 있으며, 금년들어 달의 지형을 고해상도 영상에 담아 전송하기 시작했다. 그동안 우주개발의 변방에만 머물던 대한민국이 누리호 발사성공과 달탐사선 다누리호 성공을 기반으로 명실상부한 우주개발국으로 등장하게 되었다. 

한국의 우주개발 성과 

한국의 우주개발은 1990년대 초반 이후 30여년의 역사를 갖고 있다. 그동안 불모지였던 우주개발 분야는 인공위성, 우주발사체를 넘어 우주탐사에까지 빠르게 그 영역을 넓혀가고 있다. 

인공위성 분야에서는 1992년 국내 최초의 과학위성인 우리별 1호에 이어 1999년에는 한국 최초의 실용위성인 다목적 실용위성 ‘아리랑 1호’(광학탑재체, 해상도 6.6 미터)를 개발한 바 있다. 이후 위성기술의 고도화를 통해 광학위성분야에서는 해상도 0.5미터급 위성(아리랑 3A)을 보유하고 있으며, 해상도 0.3미터급의 ‘아리랑 7호’ 발사를 앞두고 있다. 광학위성에 이어 2013년에는 전천후 관측이 가능한 해상도 1미터급 레이다(SAR) 위성인 ‘아리랑 5호’와 2015년에는 산불이나 북한의 미사일 발사를 탐지할 수 있는 적외선(IR) 카메라를 탑재한 ‘아리랑 3A’를 개발한 바 있는 등 지구관측 위성분야에서 선진국 수준의 기술력을 보유하고 있다. 정지궤도 위성분야에서도 2010년 국내 최초의 기상위성이자 세계 최초의 정지궤도 해양관측위성인 ‘천리안 1호’를 개발하였고, 2018년에는 기상위성인 ‘천리안 위성 2A’ 와 2020년에는 환경 및 해양 관측 위성인 ‘천리안 2B호’를 개발한 바 있다. 

우주발사체 분야에서도 ’93년 고체 ‘과학로켓 1호’를 시작으로 ’97년 2단형 고체 로켓인 ‘과학로켓 2호’, 그리고 ’02년에는 액체추진기관 로켓인 ‘과학로켓 3호’를 성공적으로 발사한 바 있다. 2008년에는 러시아와 협력으로 우리나라 최초로 100kg급 인공위성을 발사할 수 있는 발사체인 ‘나로호’를 개발하여 2013년 발사에 성공한 바 있다. 나로호에 이어 1.5톤급 인공위성을 발사할 수 있는 순수 국산 우주발사체 ‘누리호’ 개발에 착수하여 ’22년에는 2차발사 성공에 이어 금년 5월 25일 에는 ‘누리호’ 3차 발사를 통해 세계 7번째로 1톤급 이상의 실용위성 발사국가에 진입하는 성과를 거두었다. 

인공위성 및 우주발사체 개발과 더불어 2022년 8월에는 국내 최초의 달탐사선인 ‘다누리’호를 개발하여 ’22년 말 4.5개월의 우주여행을 거쳐 달궤도에 안착하였고, 고해상도광학카메라뿐 아니라 우주인터넷 탑재체, 우주 자기장측정기, 감마선 분광기, 광시야 편광카메라를 탑재하고 달탐사 업무를 수행중이다. 특히 ‘다누리’에는 미국 NASA의 ShadowCam을 탑재하고, 달 극지방의 영구 음영지역에 대한 고품질 영상을 촬영하여 미국이 주도하는 Artemis 사업에 활용될 예정이다. 

미래우주경제로드맵 및 제4차 우주개발기본계획 

윤석열 대통령은 2022년 11월 향후 광복 100주 년을 향한 『미래우주경제로드맵』을 한국 대통령으로는 처음 직접 발표한 바 있다. 첫 번째 과제로 2023년 개청을 목표로 우주항공청을 설립하고, 국가우주위원회 위원장을 대통령이 직접 맡아 국가의 우주정책을 이끄는 구상을 발표하였다. 또한 2032년까지 달착륙을 실현하고, 광복 100주년이 되는 2045년까지 화성착륙을 실현시켜 한국의 우주경제영역을 한반도에서 달과 화성까지 확대할 웅대한 목표를 제시한 바 있다.  

미래우주경제로드맵에 이어 과기부에서도 제4차 우주개발진흥기본계획을 통해 “2045년 우주 경제 글로벌 강국 실현”을 비전으로 설정하고 “우주탐사 영역 확장”을 비롯하여 우주개발 정부 투자를 ’21년 0.73조원에서 ’27년 1.5조원으로 대폭 확대하고, 나아가 민간우주산업을 활성화시켜 ’45년에는 세계시장 비중을 현재의 1% 미만에서 10%로 확대하겠다는 성과목표를 제시하였다. 

우주개발 패러다임의 변화 

세계적으로는 새로운 우주개발의 물결이 거세게 밀려오고 있다. 우주분야에는 여러 차례의 커 다란 변화가 있었는데, 첫 번째로 1957년 소련이 스푸트니크호를 발사하여 인류최초의 우주시대를 열었고, 두 번째로 1969년에는 미국이 인류 최초의 유인 달착륙(아폴로 11호)에 성공하여 우주 개발의 주도권이 소련에서 미국으로 넘어가게 되는 계기가 되었다. 최근 들어 이들 사건에 버금가는 커다란 변화가 진행중이다. 그것은 민간이 주도하는 New Space 시대의 등장과 우주의 군사화, 그리고 Artemis 계획으로 알려진 본격적인 유인 달탐사 재개와 우주자원의 상업적 활용이 그것이다. 

민간주도 우주개발 뉴스페이스 

지금까지의 우주개발은 정부주도로 이루어져 왔다. 그러나 최근 들어 민간기업에 의한 우주상 업화가 빠르게 진행중이다. 2017년 미국의 스페이스 X사가 Falcon 9의 재사용발사에 성공하면서 우주수송 기술의 혁신이 빠르게 진행되고 이로 인해 우주수송 비용(달러/킬로그램)이 1980년대초 스페이스 셔틀의 8만달러 수준에서 2020년 Falcon Heavy의 950달러 수준까지 급격히 하락하고 있다. 또한 IT기술의 발전과 더불어 고성능을 갖는 소형/초소형 위성이 출현하고, Starlink 등 수천~수만개의 소형/초소형으로 구성되는 군 집위성(Mega-Constellation) 사업이 진행되면서 우주분야에도 규모의 경제가 작동하기 시작하였다. 수많은 군집위성은 전세계의 실시간 관측을 가능하게 하는 동시에 엄청난 양의 위성데이터를 생산하고, 실시간 위성 인터넷 통신이 가능해지면서 우주공간을 상업성있는 공간으로 탈바꿈하게 하고 있다. 모건스탠리(2021)는 세계 우주산업 시장 규모를 2020년 503조원에서 2040년 1,442 조원으로 급증할 것으로 예상하고 있다. 아직까지는 주로 미국에 해당되는 이야기이긴 하지만, 민 간에 의한 우주상업화는 거스를 수 없는 흐름이 되고 있다. 

우주의 군사화 

또한 그동안 UN의 1967년 외기권조약에서 평화적 공간으로 정의되었던 “우주” 영역은 국제적 합의와는 관계없이 전장의 영역으로 가파르게 변화하고 있다. 특히 걸프전 이후 인공위성을 통해 수미터 이내의 정밀도를 가진 위성항법시스템을 개발해 적의 목표물을 정확히 확정하고 정밀유도 무기를 통해 타격할 수 있게 되었다. 최근에는 수십 센터미터급의 해상도를 가진 지구관측위성을 개발 운용하고 있으며, 수십에서 수백기의 군집위성을 통해 전세계를 실시간으로 관측 정찰할 수 있게 되었다. 군사적 우주능력 없는 현대전은 불가능한 시대로 접어들었다. 주요국은 우주를 통한 지상의 정보획득을 넘어 지구궤도상에 있는 인공 위성을 요격하거나 무력화시키는 등 우주무기의 개발이 급격히 진행중이다. 이를 반영하듯 세계 주요국은 육군, 해군, 공군에 이어 “우주군”을 설립 운영하고 있는 실정이다. 

유인우주기지 구축과 우주자원의 상업적 활용 

우주탐사 분야에서도 아폴로 17호(1972) 이후 중단되었던 유인달탐사가 재개되었고, 현대 기술의 엄청난 진보를 배경으로 그동안 낭만적으로 바라보던 달과 화성에 인간이 영구거주하면서 현지자원의 활용은 물론 나아가 우주광물 채광, 그리고 우주식민지 건설까지 머지않아 실현될 전망이다. 미국은 Artemis 사업을 통해 2025년까지 2명의 미국인을 다시 달에 보내는 것을 시작으로 지구 이외의 행성에 대한 본격적인 우주경영에 착수할 계획이다. 그동안 UN 달협정(1979)에 의하면 달과 달의 천연자원은 인류공동의 유산으로 국가, 기관, 개인의 재산이 될 수 없다고 정의되어 있으나, 실제 달협정 비준국은 18개국에 불과하다. 트럼프 전 미국대통령(2020년)은 대통령 행정 명령을 통해, 우주 자원이 인류 보편적 재산임을 부정하고, 우주자원의 상업적 활용을 명확히 하였다. 

국제우주질서 개편과 국제협력 

이렇듯 세계의 우주질서는 빠르게 변화하고 있다. 우주의 전략적 가치가 급상승하면서 우주분야는 미국-EU-일본을 주축으로 하는 서방세계와 중국-러시아를 축으로 하는 비서방 세계로 급속히 블록화되어 갈 전망이다. 미국은 ITAR(국제무기 거래규정), EAR(수출관리규정)과 같은 수출통제 규정을 통해 우주기술 및 부품에 대한 보호를 한층 강화하고 나아가 공급망 재편까지도 진행할 전망이다. 한국은 지난 4월 한미 정상회담을 통해 한미간 우주협력을 명확히 하는 워싱턴선언을 발표한 바 있다. 

우주의 군사화와 관련한 새로운 국제적 규범이 UN의 우주의 평화적 이용을 위한 위원회 (COPUOS), UN 군축회의 등에서 논의중에 있다. 우주자원의 점유와 상업적 활용에 대해 금지한 UN 1967년 외기권조약과 1979년 달협정을 대체 하기 위한 새로운 우주규범의 확립을 위한 노력이 진행중에 있고, 그 일환으로 미국은 유인달탐사 계획인 아르테미스 사업 참여 전제조건으로 아르테미스 약정(Artemis Accord) 서명을 요구하고 있으며 현재 27개국이 서명한 바 있다. 

또한, 우주활동의 급증과 메가 콘스텔레이션의 영향으로 우주쓰레기가 급증하고, 이로 인해 위협받고 있는 우주환경을 보호하기 위한 우주상황인식(SSA)과 나아가 국제항공운송 관리체제(ICAO)와 같은 우주교통관리(STM) 체제를 구축하기 위한 국제적 규범 논의가 광범위하게 진행되고 있다. 

달과 화성 등 지구를 넘어선 행성의 유인우주기지 건설 및 우주자원 채굴과 같이 최첨단 기술과 천문학적 투자를 요구하는 우주경영은 미국, 중국 등 초강대국을 제외하고는 독자적으로 추진할 수 없는 분야이다. 일본의 경우는 2023년 1월 미국과 ‘평화적 목적의 달과 기타 천체를 포함한 우주탐사 및 활용에 관한 협력 프레임워크’ 협정을 체결하여 아르테미스 사업과 달 우주정거장인 게이트웨이 사업에 본격적으로 참여하기 위한 기반을 구축하였다. 이미 일본은 국제우주정거장 사업에 유럽과 더불어 미국의 중요한 파트너국가였으며, 국제우주정거장에 일본의 독자적인 모듈을 설치하고 무인화물수송선 HTV를 보내 물자를 수송하고 있다. 일본은 아르테미스 협정의 첫 번째 서명국이었으며, 달 궤도 우주정거장(게이트웨이)에 전력을 공급하고 거주 모듈을 건설하는데 중요한 인프라를 제공하고, 물류 재공급 임무를 위한 JAXA HTV-XG 우주선을 개발할 예정이다. 일본은 미국과의 강력한 우주동맹관계 구축을 통해 2025년 미국인 2명의 착륙이후, 미국 다음으로 달 착륙을 하게 될 두 번째 국가가 될 것으로 보인다. 

또한 금년 6월 21일 인도 모디총리와 미국 바이든 대통령의 정상회담을 통해 인도가 아르테미스 약정에 서명하므로써 미국과 중국의 우주경쟁 구 도에서 미국을 선택하였다. 이로인해 이미 1998년부터 착수되었던 국제우주정거장(ISS) 사업에 초대받지 못한 중국은 유인우주탐사와 우주자원 탐사에서 더욱 고립될 것으로 전망된다. 

한국은 일본에 앞서 2016년 한미우주협력 협정을 체결하고 3차례에 걸친 한미우주협력대화를 가진 바 있다. 이번 달탐사선 다누리호에 미국 NASA의 달음영지역 촬영을 위한 카메라를 탑재하는 등 한미간 협력이 이어지고는 있으나, 아직까지 아르테미스 사업과 같은 본격적인 한미 우주협력을 위한 성과는 마련하지 못하고 있다. 

우주분야에 대한 국제적 움직임이 이처럼 활발히 진행되고 있는 가운데, 1957년 스푸트니크호 이후 60년 이상 형성되어 온 우주 국제질서의 재편은 더욱 빠르게 이루어질 것으로 보인다. 한국은 지난 30여년간 우주기술자립화에 초점을 맞추어왔고, 그 결과 명실상부한 우주개발국으로 도약하였다. 한국이 현재 진행중인 새로운 우주질서 형성기에 있어서 의미있는 우주개발 주도국의 일원이 되기 위해서는 이번 4월 윤석열 대통령과 바이든 대통령이 합의한 워싱턴선언을 기반으로 한미간 우주협력을 한단계 향상시켜여야 할 것이다. 아울러, 미국을 비롯한 유럽, 일본, 인도 등과의 실질적인 우주협력을 위해 양자간, 다자간 논의를 본격적으로 시작해야 할 때이다. <끝>

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