IT 혁신가들, 정체된우주산업재점화 Weekly 포커스 실리콘밸리의두혁신가인일론머스크와제프베조스가우주로켓사업에뛰어들어서로경쟁하면서최근주목받고있다. 그들은로켓을재활용하는방식으로수천억달러에달하는고가의발사가격을획기적으로낮춤으로써, 혁신이정체된우주산업을변화시키고있다. 또한광활한우주공간을활용한통신서비스진화나방대한위성정보수집 분석을통해연관산업에새로운혁신을불러올가능성도있다. 성낙환책임연구원 nakhwans@lgeri.com 2016 년 4월, 일론머스크는전혀다른두분야에서세상의이목을받았다. 전기차확산의신호탄이될테슬라의 모델 3 가출시일주일도안돼예약주문 30만대를받은데이어, 그의또하나야심작인스페이스 X가 5번의실패끝에로켓의해상바지선착륙에성공했기때문이다. 스페이스 X는수천억원에달하는고가의로켓발사비용을낮추기위해지난수년간발사된로켓의재활용에집중해왔다. 그노력의결과 4월 8일인터넷을통해실시간으로전세계수많은사람들이지켜보는가운데스페이스X 의팰콘9(Falcon9) 로켓은발사 8분후처음장소에서약 300km 떨어진대서양에정박해있는무인선박 (Drone ship) 에무사히안착하는데성공했다. 한편아마존의제프베조스가설립한블루오리진 (Blue Origin) 도로켓재활용을추진하고있다. 작년 11월뉴셰퍼드 (New Shepard) 우주선을탑재한 BE-3 로켓을 100km 상공 (Karman line, 지구와우주의경계 ) 까지발사시킨후다시육상으로재착륙시키는데성공하였다. 한발더나아가회수한 BE-3 로켓을정비하여올해 1월과 4월차례로다시발사시키고회수함으로써재활용이가능함을보여주었다. ISS(International Space Station, 국제우주정거장 ) 에물자를보내거나인공위성을지구궤도에보내기위한팰콘 9 과는달리블루오리진발사체는우주여행을목표 로하기때문에비행고도및궤도에서차이가있지만두경우모두상업우주비행의가능성을보여주는사례라할수있다. 왜혁신가들은우주에뛰어들까우주발사체분야에차세대혁신리더로여겨지는두회사의 CEO가뛰어들면서, 우주산업에대한관심과투자가이어지고있다. 실제로 2015 년한해동안민간우주산업스타트업에투자된벤처캐피탈자금은 18억달러에달하는데, 이전 15년동안의금액을모두합친것보다많은금액이다. 그렇다면왜실리콘밸리혁신가들은자신의주전장 ( 戰場 ) 인사이버스페이스가아닌스페이스에관심을가지게된것일까? 민간우주산업의허용막대한예산이필요하고국방과밀접하게관련된우주관련산업은지금까지국가의지원속에정부프로젝트형태로진행돼왔다. 실제로인류의달탐사라는목표하에실행됐던아폴로계획에는총 250억달러라는막대한금액이투입되었다. 현재기준으로환산할경우약 2,000 억달러에달하는천문학적인금액이다. 게다가로켓기술은대륙간탄도미사일 (ICBM) 로활용될수있기에타국에기술을이전하거나상업용으로개발하는데제약이많았다. 이로인해우주는미국과구소련등강대국의전 LG Business Insight 2016 4 27 31
강대국정부의전유물이었던우주산업에실리콘밸리혁신가들이뛰어들고있다. 유물이될수밖에없었다. 하지만냉전이후상황이많이바뀌었다. 소련이해체되고국가재정이어려워지자 1950 년대부터이어진미 소간우주경쟁 (Space Race) 이막을내리게된것이다. 게다가지적흥미를만족하는것이외에인류의삶에실제적도움을주지못한다는우주개발회의론이대두되면서우주개발에대한정부의관심이더욱시들해졌다. 실제로연방정부재정에서미국 NASA 가차지하는예산비중은 1990 년대이후감소추세인데, NASA 의자랑인우주왕복선도 1회발사비용이 5억달러에달하는엄청난운영비용때문에결국 2011 년퇴역시킬수밖에없었다. 부족한예산을메우기위해 NASA 는민간분야에도움을요청하기시작했다. NASA는 2006 년민간기업이 ISS에물자를수송하는상업용궤도운송서비스 (COTS, Commercial Orbital Transportation Services) 프로젝트를발표했고, 이후스페이스 X와약 2.8 억달러에달하는계약을체결하였다. 2010 년미국오바마대통령은 NASA 의미래계획을발표하면서유인우주비행도 NASA 가아닌민간기업에맡기겠다고선언하는등민간기업의우주산업참여를더욱독려하는추세이다. 개인의꿈어렸을적 SF 공상소설, 영화를본사람들은누구나한번쯤우주에대한꿈과상상력을펼쳐보았을것이다. 일론머스크도그런부류의사람이다. SF소설인 은하수를여행하는히치 하이커를위한안내서 를어려서부터좋아했다는그는 장차인류의미래에정말중요한것이무엇인가 라는것을생각하는과정에서인류의화성이주계획을생각했다. 화성에사람을이주시키기위해서는무엇보다저렴한가격에우주로사람을보낼수있는로켓의개발이필요한데, 이를위해 2002년스페이스 X를설립하였다. 설립당시많은사람들의비웃음을샀지만, 그는 Paypal 을매각하고얻게된 1.8 억달러의자금을거의다쏟을정도로열정적으로로켓사업에임하였다. 2016 년 1월에는 NASA 보다빨리 2025년까지화성에사람을보내겠다라는폭탄선언을할정도로우주탐험에대한머스크의열망은강하다. 제프베조스도비슷하다. 어렸을적미국원자력위원회출신의외할아버지영향을많이받은그는과학, 특히우주에관심에많았다. 청소년기 NASA 를견학하기도한베조스는고등학교졸업연설에서우주에호텔, 놀이공원등수백만명의사람들이생활할수있는공간을만들자는이야기를할정도로꿈에부푼소년이었다. 지금도그꿈은계속되고있다. 2016 년 Space Symposium 에서여전히그는우주산업의장기비전으로서인류의우주거주공간을거듭언급하였다. 실제로스페이스 X 보다빠른 2000 년에설립한블루오리진은자신의사비를털어설립한회사로, 스페이스 X가로켓회수실패로어려움을겪었을때에는개인자산이많은제프베조스의블루오리진이스페이스 X보다장기적으로성공할확률이높다고보는사람도있었다. 32 LG Business Insight 2016 4 27
일론머스크와제프베조스는스페이스 X 와블루오리진의로켓재회수와관련하여트위터로설전을벌였다. 혁신가로서의이미지작년 11월과 12월차례로블루오리진과스페이스 X가육상로켓재회수에성공했을때트위터에서는한바탕설전이벌어졌다. 스페이스 X에앞서 11월블루오리진의뉴셰퍼드가착륙에성공하자베조스는 보기드문성공이다 (The rarest of beasts-a used rocket) 라고트위터를통해자축했다. 머스크는축하메시지를보내는한편보기드문것은아니라고언급하면서 우주 와 궤도 의차이를명확히구별하는것이중요하다 (It is, however, important to clear up the difference between space and orbit ) 라고강조했다. 인공위성을보낼수있는저궤도까지비행한것이아니라단순히수직이착륙한블루오리진의성과를폄하한것이다. 이어서 12월스페이스 X의팰콘9 이성공하자베조스는트위터를통해 ( 로켓재활용 ) 클럽에온것을환영한다 (Welcome to the club) 라고말하면서재활용실험에먼저성공한것을은연중에과시하는등우주산업의혁신지위를놓지않기위한두사람의신경전이이어졌다. 우주산업을통해혁신이미지를얻으려는사람이두사람만있는것은아니다. 2004년세계최초의민간우주여행회사인버진갤러틱 (Virgin Galatic) 을설립한리처드브랜슨이대표적이다. 버진갤러틱은로켓이아닌 WhiteKnight2 라는모 ( 母 ) 비행선에실린스페이스십 2가이륙한뒤 15km 상공에서비행선과분리되어고도 100km 위까지날아가는방식을취한다. 스페이스십 2를통해몇분간 우주체험할수있는상품을 25만달러에일반인에게판매하고있는데, 예약자만 700명이넘는상황이다. 비록버진갤러틱의스페이스십2가 2014 년시험비행도중폭발하여출시가지연되고있지만, 리처드브랜슨 CEO는안전성승인이나면혁신모험가로서자신의이미지구축을위해스스로첫승객이되어우주를비행할계획이다. 기존상업용발사체시장에큰충격실리콘밸리혁신가들의우주산업진출은정체된우주산업에활기를불어놓고있다. 아폴로계획의새턴5(Saturn V) 로켓에사용된 F-1 엔진은 1950 년대제작되었음에도불구하고극히최근까지도가장강력한단일연소실액체로켓엔진이었다. ISS에우주인을수송하기위해사용되는러시아의소유즈 (Soyuz) 우주선도 1967 년유인발사이후지금까지사용되고있다. 비록소유즈는극한의개선을통해 30여년동안사망사고가일어나지않는등매우높은신뢰성을자랑하지만, 기본설계가오래되고낡은것이사실이다. 단편적이지만스페이스 X가작년공개한 Dragon V2 유인우주선의 SF 영화세트같은내부디자인을소유즈의내부와비교해보면이러한것을더욱 실감할수있다. 수십년간발 소유즈와 Dragon V2 의우주선내부 LG Business Insight 2016 4 27 33
실리콘밸리업체들은수십년간정체된우주산업의비효율적고비용구조를타파하고있다. 전이더뎠던산업이라민간기업들에의한변화나혁신의여지가많은것이다. 또한수십년동안 ULA(United Launch Alliance, 보잉과록히드마틴의합작사 ), 아리안스페이스 (Arianspace, 유럽우주국을중심으로설립된민관협력회사 ) 가거의독점해온상업용발사체시장체계를깨뜨려경쟁을유도하고가격을낮추게하는원동력이되고있다. 2,000km 이하의저궤도위성 (LEO) 발사가격은스페이스 X가약 6천만달러로약 2.2 억달러인아리안스페이스의 Ariane 5나약 1.6 억달러인 ULA의 Atlas V보다절반이상싸다. 글로벌발사체시장의 50% 이상을차지하는아리안스페이스는스페이스X와의가격경쟁이붙자 Ariane 5의소형위성발사가격을낮췄다. 지금까지미국군사시장을독점해온 ULA의경우도작년미공군이민간업체인스페이스 X에군사분야참여를허용하자가격인하압력을받고있는데, 최근 ULA의한임원은새로운로켓을개발하고구조조정을해도현상황에서는스페이스 X와가격경쟁이안된다고언론에고충을토로한적도있다. 민간업체가기존우주산업의고비용구조를타파하고비효율적관행들을깨면서지난수십년동안정체됐던산업을일깨우고있다. 실제로스페이스 X는실리콘밸리의벤처식운영을차용하여개발, 생산, 관리등을단순화하고소규모의수평조직을운영함으로써비용을줄여나가고있다. 우주왕복선개발에서왕복선, 보조로켓, 외부연료탱크등의제작 업체가모두달라관리가복잡할수밖에없었던 NASA와는다른것이다. 또규모의경제를통해로켓생산단가를낮추고있다. 스페이스 X는비교적작은추력의자체로켓엔진인멀린엔진 (Merlin Engine) 을묶어큰추력의로켓에사용하는데, 일례로팰콘9은멀린엔진이 9개들어간로켓이다. 스페이스 X는자동차회사출신인원을고용하여멀린엔진을대량으로생산하여단가를크게낮추었다. 이러한새로운사업전개방식은변화의원동력을상실한기존우주산업관련업체에게도큰자극이되어산업전체의혁신을가속화시키고있다. 로켓재활용시대의도래스페이스 X나블루오리진이집중하고있는로켓재활용방식은다음과같다. 로켓은연료탱크, 산화제탱크, 그리고그둘이연소하여가스를분출하는엔진및노즐로구성되어있는데일반적으로연료를다사용한로켓은우주선과분리되어고속으로추락하면서대기에의해산화된다. 이때분리되기전에연료를다사용하지않고여분의연료를남겨서지상으로떨어질때추락속도를줄이고방향을조절하여추진로켓을지상에무사히착륙하게만들고이를재사용하는것이다. 재활용을위한여분의연료가많을수록보다안전한착륙이가능하겠지만그만큼우주선을보내는힘은줄어들것이다. 실제로스페이스 X가발사장소인육지보다는먼해상착륙을시도하는이유도추진로켓을지상으로다시되돌리기위해소요될 34 LG Business Insight 2016 4 27
발사된로켓을회수해서재활용하면로켓발사비용을획기적으로줄일수있다. 연료로인한비효율을줄이기위해서다. 로켓재활용은우주산업의핵심인로켓 가격을획기적으로줄일수있을것으로기대 된다. 로켓발사비용에서연료비용은많이 차지하지않기때문에추진로켓을회수해서 다시사용할수있다면크게비용을감축할 수있다. 실제로팰콘 9 의연료가격이 20 만달 러로전체발사비용의 0.3% 에불과하다. 물 론착륙한로켓을수리하여무한정사용할수 는없을것이다. 스페이스 X 의경우사용한로 켓을 10 번정도재사용할계획인데, 이럴경우 단순산술적으로현재 6 천만달러수준의팰 콘 9 발사가격을 1/10 로줄일수있게된다. 1 억달러가넘는기존로켓가격을생각해보면 우주산업의경제성이크게부각될수있는것 이다. 이러한가능성을높이산블룸버그는스 페이스 X 의로켓재착륙성공을 새로운우주 시대의이정표 (Moon walk for new space age) 로논평하고있다. 물론아직해결해야기술적문제도남아 있다. 우선로켓엔진도재활용에맞추어새롭 게개발될필요가있다. 1 캐로신 ( 등유 ) 과액체 수소의중간인액체메탄을원료로사용하는 로켓이필요한데, ULA 와블루오리진이 2017 년까지공동개발하기로한 BE-4 로켓엔진이 나스페이스 X 의차세대로켓엔진인 Raptor 는 모두액체메탄을사용할계획이다. 또지금은 1 로켓의연료는캐로신을현재가장많이사용한다. 액체수소가가장효율이좋지만부피가크고극저온으로보관해야되기때문에연료탱크가커지는단점이있어, 캐로신을많이사용한다. 하지만캐로신은불완전연소가되기때문에엔진에불순물이발생하여재정비하는데어려움을겪을수있다. 1단로켓만회수할수있는데, 2단또는 3단로켓에대한회수방법은아직요원한상황이다. 비록 1단로켓이가장큰비용을차지하고는있지만앞으로해결해야할이슈라할수있다. 코스트혁신에의한우주산업재점화가능성벤처자금이빠르게우주산업에유입되고있지만, 대부분은발사체시장에집중되어있다. 최근 3년간벤처캐피탈자금을받은회사의 46% 가발사체관련기업이었다. 특히약 12억달러로가장큰금액을지원받은스페이스 X 에전체 60% 이상의투자자금이쏠리는상황이다. 저렴한팰콘9 로켓을활용해발사체시장에서빠르게고객을확보하고있고로켓회수실험도성공하면서투자자들의전폭적인관심을받고있는것이다. 발사체시장이외에는인공위성을활용한통신시장이주목받고있다. 일례로버진그룹의리처드브랜슨과퀄컴의폴제이콥스회장이공동으로설립한원웹 (OneWeb) 은저궤도에 600개이상의인공위성을모아 2020년까지전세계에인터넷서비스를제공할계획이다. 원웹과달리미국의비아샛 (Viasat) 의경우저궤도의소규모위성여러개보다대형위성을높은고도에올리는방식으로더저렴한위성인터넷서비스를제공할계획이다. 한편미국의카이메타 (Kymeta) 는지상의모바일네트워크와통신위성을연결하는새로운형태의위성안테나를개발중에있다. 통신뿐아니라위성에서내려다본사진, LG Business Insight 2016 4 27 35
저가의발사체및저가인공위성은우주산업의혁신을앞당기고있다. 관측데이터등정보의이용가치도크다. 전직 NASA 직원이설립한플래닛랩 (Planet labs) 은자체개발한초소형인공위성 Dove를활용해지상사진을수집및분석하는기업이다. 미국의스파이어 (Spire) 는위성데이터를활용해글로벌무역, 날씨정보를수집및분석하는스타트업기업이다. 또지도디자인및제작플랫폼을구축하는데위성정보를이용하는맵박스 (Mapbox) 란업체도있다. 최근빠르게성장한인공지능기술을활용해위성정보를분석하는회사도있다. 미국의스타트업오비털인사이트 (Orbital Insight) 는위성이미지를분석하여원유가격과같은경제, 산업분야예측서비스를제공하고있다. 이러한통신, 위성사진분석과같은인공위성관련스타트업의등장은초소형저가인공위성인큐브샛 (CubeSat) 의개발덕분이크다. 1999년처음개발된한변의길이가약 10cm인정육면체모양의무게약 1.3kg 의초소형위성인큐브샛은컴퓨터부품의성능향상덕분에더작은비용으로도기존의크고무거운인공위성이수행했던기능을대신할수있다. 약 8,000 달러면제작키트를통해만들수있는데, 저궤도까지발사비용을포함하더라도 10만달러면인공위성을만들어우주로보낼수있다. 플래닛랩이나스파이어같은스타트업은모두큐브샛기반의초소형인공위성을활용하고있다. 이러한저가위성은저가발사체기술과더해져민간기업의진출을앞당겼고우주산업의혁신을가속화시켜관련 산업규모를키우는촉매가되고있다. 최근우주와별로연관이없던기업들도우주산업에관심을보이기시작했다. 2016년까지민간달탐사로봇프로젝트개발을목표로하는총상금 3,000 만달러의루나 X 프라이즈 (Lunar X Prize) 를진행하고있는구글은, 2015 년스페이스 X에 10억달러를투자하였다. 또 2014 년위성동영상서비스업체인스카이박스이매징 (Skybox Imaging) 을 5억달러에인수하는등우주산업에관심이많다. 퀄컴은버진그룹과원웹을통해협력하고있으며, 도요타는 2016년카이메타에 500만달러를투자하기로결정하는등투자기업도다양해지고있다. 이들기업이우주산업에관심을보이는이유는단지로켓이나인공위성, 탐험로봇을만들기위해서가아니다. 일론머스크, 제프베조스두 IT 거물의개인적호기심과꿈에서시작된실리콘밸리의新우주경쟁이비즈니스와는좀거리가있는것처럼보일수도있다. 그러나스페이스 X는이미기존의상업용발사체시장을뒤흔들어놓고있다. 획기적인발사비용절감은수십년간정체되었던우주개발을다시점화시킬수있고고비용으로추진하지못했던다양한시도들을가능하게할것으로보인다. 여기에다이를기반으로소형위성등을활용한통신속도의향상, 통신사각지대의해소, 우주공간에서수집되는방대한정보의활용등은또다른혁신과변화를이끌어내는토양이될수있을것이다. www.lgeri.com 36 LG Business Insight 2016 4 27