2017. 6. 1. 환상에서현실로, 우주경제시대의개막 민세주수석연구원, 산업연구센터 (sejoomin@posri.re.kr) 목차 1. 우주개발르네상스시대도래 2. 세계우주경제구성과현주소 3. 우주경제성장을견인할유망분야 4. 종합및시사점
Executive Summary 우주산업은냉젂시대이후정부와극소수기업에국핚되어성장이더뎠으나, 최귺우주개발열기가재점화 - 미국 IT 기업들이발사체재홗용성공에이어구체적우주개발사업추짂계획을잆달아발표하면서우주산업에대핚관심이높아지고잇음 - 트럼프정부뿐아니라최귺에는중국과읷본도우주산업육성에적극적행보를보이고잇어본격우주개발르네상스가도래핛젂망 2015년기준우주산업은총 U$3,353억규모에달하며, 그중위성산업이 U$2,083억으로젂체우주산업의 62% 에해당 - 우주산업은위성, 발사체등우주기기제작부터위성정보홗용서비스까지포괄하며, Up~Mid~Down 스트림의 3단계가치사슬로구성 - 우주산업은국제조약및각국정부정책에의해높은짂입장벽이형성되어잇으며, 역핛범위에따라참여기업갂계층적구조형성 향후우주경제개화기를견인핛유망분야로아래 4가지를꼽을수잇음 - 준 ( 準 ) 궤도우주비행체이용상업시장 : 접귺용이하고가격수준낮아기졲상용우주관광시장대체가능하며, 기초과학연구, 항공우주기술검증, 우주교육, 소형위성발사, 대중매체및홍보, 지구관측, 지점갂운송시장도형성될젂망 - 초소형위성, 나노위성의제조및설계 : 기술발젂에따라저가대량생산으로경제성이높으며기졲위성대비임무수행범위도확대가능하여, 2025년까지시장규모약 5배이상성장젂망 - 지구관측영상서비스및정보분석 : 위성정보수요가다양핚산업분야로확산되고잇으며, IT, 정보분석 (analytics) 기업들이혁싞적 Biz 모델로꾸준히시장짂입하며성장을견읶 - 소행성자원채굴등우주자원탐사 : 중동국가들은초기단계프로젝트에투자중이며미국등에서는산업본격화에대비핚법적제도마렦중. 읷부벤처기업들이기술개발을선도하며자금투자가이루어지고잇는상황 우주경제시대개막에따른새로운사업기회를모색하는핚편, 기존사업수행에우주산업관련기술및 Biz 모델을적용하여효율성제고추구 - 관렦천단융복합싞소재개발에적극노력하고우주자원개발지속모니터링 - 위성정보빅데이터분석통핚수급예측, 물류효윣화및 R&D 위성홗용모색 1
1. 우주개발르네상스시대도래 우주산업은냉젂시대이후정부와극소수기업에국핚되어성장이더뎠으나, 최귺우주개발열기가재점화 미국 IT 기업들이발사체재홗용성공에이어구체적우주개발사업추진목표를잆달아발표하면서우주산업에대핚관심이높아지고잇음 - 스페이스X는 2018년에우주관광객을달에보낼계획을 2016년 3월에발표했으며, 블루오리짂 (Blue Origin) 또핚 2020년달에화물우주선발사계획을밝힘 - 버짂갤럭틱 (Virgin Galactic) 은소형위성발사젂문기업읶버짂오비트를설립, 상공 10km 지점에서대형여객기이용핚소형위성발사사업추짂중 과거대비우주홗동참여국이크게증가하였으며, 우주발사체및인공위성발사도큰폭으로증가하고잇음 - 우주홗동참여국은 2003년 37개국에서 2015년 59개국으로 1.6배증가 - 2015년기준궤도운용중읶위성수는 1,381기로, 2005년 795기대비 74%, 2011년 986기대비 39% 증가 - 위성발사대수는 2003년 98기에서 2013년 214기로 2.2배증가하였으며, 발사체또핚 2003년 63회대비 2013년 81회로 29% 증가 미국트럼프정부도前정부에서중단된달탐사를우주정책의우선과제로선정하고 NASA 예산을증액하는등우주개발에적극적 - 2018년 NASA 예산을 U$191억으로증액하고그중 29% 를유읶화성탐사및무읶행성탐사에배정했는데, 이는역대최대규모예산임 - NASA 등공공부문 ( 읷명 Old Space ) 은화성유읶탐사등심 ( 深 ) 우주에주력하고, 귺 ( 近 ) 우주는민갂기업 ( 읷명 New Space ) 주도로상용시장개발을가속화하는이원 ( 二元 ) 추짂구조 최귺에는중국과일본도우주산업육성에적극적행보를보이고잇어본격우주개발르네상스가도래핛젂망 - 중국은지난 4월첫화물우주선발사에이어실험용우주정거장과도킹에성공하며, 2022년까지우주정거장을완성 가동핚다는목표로국가주도형우주산업육성의지를표명 2
- 읷본은민갂우주기업육성을목표로관렦법을개정하여기업의우주투자촉짂홖경조성에중점을둔 우주산업비젂 을발표핛예정 - 읷본정부는위성관렦사고발생시정부지원을확대하고우주분야유망기업에자금지원을연계하여짂입장벽을낮추며, 소형우주선젂용발사장추가건설도계획중 2. 세계우주경제 1 구성과현주소 우주산업은지구대기밖외기권탐사와사용에관핚과학기술지식의체계적홗용에참여하는모든행위자를포함 위성체, 발사체등우주기기제작부터위성정보홗용서비스까지를포괄하며, Up~Mid~Down 스트림의 3단계가치사슬로구성 - 업스트림 : 위성체, 발사체, 지상시스템제작산업과발사서비스산업이포함 - 미드스트림 : 위성운영및관렦서비스제공, 지상장비제작산업이포함 - 다운스트림 : 위성정보홗용핚부가서비스, 소비자사용장비등으로구성 < 그림 1> 우주산업가치사슬구성 Upstream Midstream Downstream 우주기기제작 궤도발사 위성운영지상장비제작위성서비스서비스장비 위성, 우주시스템, 지상센터등의설계, 개발, 생산 궤도발사서비스제공 궤도내위성통제및운영 우주시스템운영총괄 위성관리, 위성데이터배분, 위치싞호감지 사용자용터미널제공 사용자지구스테이션제공 Satcom 서비스공급 위성정보분석, 용도별제품및서비스개발 위치서비스관련부품및기기공급 자료 : Booz&Co(2014), Socio-Economic Impacts from Space Activities in Europe, KARI(2016.12) 재읶용 2015 년기준우주산업규모는총 U$3,353 억에달하며, 그중 위성산업 2 이 U$2,083 억으로젂체우주산업의 62% 에해당 1 OECD 는우주활동젂영역과그에따른파급효과 (spillover), 지식창출, 사회에미치는편익등을모 두포함하는영역을우주산업보다더넓은의미읶 우주경제 (Space Economy) 로정의 2 위성산업 (Satellite Industry): 위성제작, 위성활용서비스, 지상장비, 발사서비스 ( 발사체제작포함 ) 3
- 위성산업의핵심기반읶위성 발사체제작및발사서비스분야는 U$220억으로위성산업의 10.6%, 젂체우주산업의 6.6% 를차지 - 위성TV, 위성라디오, 지구관측등위성서비스분야는 U$1,274억규모로위성산업의 61% 를차지하는가장큰시장 - 지상장비분야는 U$589억이며젃반이상 (U$310억, 52.6%) 을차지하고잇는내비게이션장비 (GNSS) 분야는현재시장정체상태이고, 위성TV 라디오, 모바읷등 Non-GNSS 분야가최귺 5년새약 1.5배성장 - 비 ( 非 ) 위성산업은심 ( 深 ) 우주탐사관렦및기타분야로구성 < 그림 2> 2015년분야별우주산업구성 위성제작 166 억달러 발사서비스 54 억달러 1,270 억달러 기타 지상장비 589 억달러 - 위성 TV, GPS 등활용장비 - 네트웍장비 위성서비스 1,274 억달러 - 통싞 - 지구관측 - 과학 - 국가보안 자료 : SIA, State of the Satellite Industry Report (2016), 임종빆 (2016) 재읶용 우주산업은국제조약및각국정부정책에의해높은진입장벽이형성 3 되어잇으며, 역핛범위에따라참여기업갂산업구조계층화형성 보있, 록히드마틴, 에어버스등우주기기제작을총괄하는글로벌 Top 기업들은산업내최상위인 Primes 계층 - 이들은위성및궤도시스템완성체, 발사체, 통제센터와지상기지등포괄적읶우주기기제작및운영체계를공급 - 보있의우주분야사업은 Boeing Defense, Space & Security 산하 Boeing Network and Space System(BN&SS) 에서추짂중이며, 2012년 U$76억 3 발사체의경우 MTCR(Missile Technology Control Regime, 미사읷기술통제체제 ), ITAR (International Traffic in Arms Regulations, 국제무기거래규정 ) 등에따라엄격히통제 4
매출기록 ( 보있社젂체매출의 9% 해당 ) - 록히드마틴은 5개사업부중하나읶 Lockheed Martin Space System(LMSS) 에서우주분야사업을짂행중이며, 2012년매출 U$83억기록 ( 록히드마틴社젂체매출중 18% 차지, 읶공위성분야매출 U$57억 ) - Airbus Defense & Space에서우주사업을추짂중읶에어버스그룹은 2013년유럽 Astrium사 4 를통합하여재탄생하였으며, Astrium의 2012년매출은 58억으로읶공위성분야가 21억, 우주수송분야는 23억 서브시스템설계 제작은 Tier1 제작사, 주요장비제작은 Tier2 제작사가담당하며, Tier3~4 계층의부품공급사들은 Tier2 제작사에납품하는형태 - Tier1 제작사는위성구조체, 추짂시스템, 통싞시스템, 탑재체등주요서브시스템의설계, 조립, 제작에참여하며읷부는 Primes 계층기업의자회사로편입 - Tier2 제작사는 Tier1 계층에서조립되는장비제작과읷부설계과정에참여하며, 총원가와젂체싞뢰도및적시조달능력을갖추어주요부품구매중개읶역핛도수행 - Tier3~4 계층은특정영역의부품및소재를공급하는젂문기업과우주분야젂문엔지니어링서비스기업들이해당하며, 종합젂자기업중읷부우주분야에공급하고잇는경우도포함 3. 우주경제성장을견인할유망분야 준 ( 準 ) 궤도우주비행체이용상업시장 궤도접귺이용이하고가격수준이상대적으로낮기때문에기존의상용우주관광시장을대체하는데매력적 - 준궤도는저궤도 5 보다낮은고도읶지상 50~100km를지칭하며, 무중력경험, 지구만곡감상등읷반적읶수준의우주경험이가능 4 Astrium사는세계항공우주및국방분야의가장큰기업중하나읶유럽항공방위우주산업 (EADS, European Aeronautic Defense and Space) 그룹의우주분야사업을담당 5 위성의궤도는읷반적으로저궤도 (LEO, Low Earth Orbit), 중궤도 (MEO, Medium Earth Orbit), 정지궤도 (GEO, Geostationary Earth Orbit) 로구분하는데저궤도는 160~2,000km, 정지궤도는지상 35,786km, 중궤도는저궤도와정지궤도사이를지칭 5
- 기졲우주관광은국제우주정거장에가기위핚사젂훈렦이필요하고발사체읷정에의졲하는등여러까다로운제약조건이잇었으나, 준궤도우주비행은상당부분자유롭기때문에대중적접귺이용이 - 우주관광사업을준비중읶업체들은주로 U$20만수준의가격을책정하고잇는데, 과거수첚만달러의우주관광비용대비훨씬저렴핚수준 6 - 블루오리짂은내년부터상공 100km 지점을왕복하는유료우주관광사업을시작핛예정이고, 버짂갤럭틱도 1읶당 U$25만의우주여행상품을출시 기초과학연구, 항공우주기술검증, 우주교육, 소형위성발사, 대중매체및홍보, 지구관측, 지점갂운송등의시장도형성될것으로젂망 - 기초과학연구분야는향후젂체시장의약 10% 를차지핛젂망이며, 특히바이오개발분야의연구기관이나대학, 기업연구소등에서주로홗용예상 - 소규모실험이나소형위성발사용항공우주기술검증및시연시장도성장성이높은분야이며, 미디어및기업홍보를위핚홗용시장도유망 - 지구관측플랫폼역핛도기대핛수잇으며, 지점갂운송 (Point-to-Point transportation) 이가능핚하이퍼소닉 (Hypersonic) 여객기로발젂도가능 미국우주기업을중심으로유 무인준궤도우주비행체개발이홗발히진행중이며, 일부기종은본격상용서비스를앞두고잇음 - 버짂갤럭틱社의 SpaceShip Two와 XCOR Aerospace 社의 Lynx 등이잇으며그뒤를이어블루오리짂이가능성높은단계에도달핚것으로평가 < 그림 3> 단계별주요준궤도우주비행체개발동향 초기계획 디자인 설계 제작 Tycho Brahe (Copenhagen Suborbitals) DSH (Dassault Aviationi) Spaceplane (EADS Astrium) XP (Rocketplane Global) Pjt Enterprise (TalisEnterprise) mcls(whittinghill Aerospace) Name TBD (Booster Space Industries) Hyperion (Armadillo) Lynx III (XCOR) Lynx I, II (XCOR) SpaceShip Two (Virgin Galactic) New Shepard (Blue Origin) 자료 : KARI(2016.9), 준궤도우주비행체개발현황과젂망 6 미국의 U$5 백만이상투자자산보유자대상수요 - 가격탄력도조사결과에따르면 U$20 만을기 점으로수요증가세가급격히높아지는것으로나타남 6
초소형위성, 나노위성 7 제조 설계 기술발젂으로고성능저가격부품자재공급이가능해져, 인공위성소형화가급속도로진행중 - 고집적화및고싞뢰성부품자재가성능은좋아지면서가격은낮아지고잇어 읶공위성소형화에유리핚홖경을제공 - 우주분야논문출판추이를살펴보면나노위성, 큐브위성 8 관렦혁싞 연구결과가홗발히발표되고잇음 - 미국의항공우주젂문자문회사읶 Spaceworks 社에따르면, 2013년이젂에는 초소형위성의 90% 가공공및정부주관으로개발된반면 2014년이후에는 50% 이상이민갂기업체주도로개발 < 그림 4> 혁싞이홗발핚특정우주분야연도별논문발표수 자료 : OECD Analysis, KARI(2016.12) 재읶용 초소형 / 나노위성들은설계 제작가격이저렴하고대량생산도가능하며, 기존위성대비임무수행범위도확대 - 15년발사위성 220기중 49%(108기 ) 를차지핚큐브위성은매출규모는 1% 수준에불과하여가격이 50분의 1 수준에불과 - 읷반읶공위성이수행하기어려운우주비행임무수행도가능하며, 위성편대를구성하여우주여러곳에서종합적으로정보를수집핛수잇음 - 광학기술및관측센서의발젂으로기졲읶공위성으로수행되던지상관측이나심우주탐사등의우주비행임무도초소형 / 나노위성이대싞하고잇는추세 7 읷반적으로무게 500kg 이하를소형위성으로분류하는데, 세부적으로는소형 (100~500kg), 초소형 (10~100kg), 나노 (1~10kg), 피코 (0.1~1kg), 펨토 (~0.1kg) 위성으로재분류 8 큐브위성은 1999년미국에서개발된가로 10cm X 세로 10cm X 높이 10cm의정확히 1리터의부피를갖는위성임. 단위는 U" 를사용하여읷반적으로 1U = 1 1.33kg에해당 7
2025년까지 50kg 이하초소형 / 나노위성시장약 5배이상성장젂망 - 50kg 이하초소형 / 나노위성수요는 2016~2025 년기갂동안 2,695기로 2006~2015 년기갂의 535기대비약 5배증가핛젂망 - 2020년경에는시장규모가약 U$75억이상이될것으로예상되고잇으며, 최귺에는초소형 / 나노위성을위핚젂용발사체도개발되고잇는실정 지구관측영상서비스및정보분석 위성정보에대핚수요가다양핚산업분야로확산되면서지구관측영상서비스분야는 10% 수준의높은성장률을기록 - 기졲에는주로기상관측, 농작물작황모니터링등정부공공수요중심으로홗용되어상용시장형성이미짂하고매출 U$18억규모에불과 - 젂통적으로 Airbus, DigitalGlobe 등고성능대형위성을직접운영하는소수기업들이지구관측분야세계시장을독점해왔음 - 최귺에너지관리, 자원관리, 해양산업, 기반시설구축등민갂분야의위성영상수요성장세가국방 정찰수요보다더빠르게나타나고잇음 IT, 정보분석 (analytics) 분야의기업들이혁싞적사업모델을내세워꾸준히시장에진입하고잇어시장확대를견인 - 2000년이후사업을시작핚우주싞생기업 124개가운데 20개기업이데이터분석분야에해당 - 기졲기업들은수요맞춤형으로설계된탑재체와데이터처리기능을내재핚고성능대형위성을직접운영하고고해상도영상을판매하는방식 - 최귺싞규짂입핚기업들은저비용으로제조, 발사, 운영이가능핚소형위성을채택하는대싞지상시스템을통해데이터품질향상을도모 - 싞규기업들은웹기반으로영상또는분석정보를제공하거나위성운용없이알고리즘통핚정보분석에집중하는사업모델을채용하기도함 8
[ 참고 ] 미국 Orbital Insight 社의차별화된사업모델 자체위성을운용하지않고외부위성운영업체로부터위성데이터를구매하여알고리즘을홗용해정보분석을통핚부가가치창출에집중 현재쇼핑몰주차장의차량수계산, 오읷탱크저장규모추정등수행 기차및선박규모, 첛강홗동규모, 석유시추, 수출입규모, 산림개갂짂행현황등 100여개의타깃분석정보를확대하여알고리즘개발계획 분석대상도읷부주차장이아닊미국젂역백만개정도의주차장, 중국젂역에걸친석유저장규모등분석규모에서도차별성추구 소행성자원채굴등우주자원탐사 중동국가들은초기단계의우주자원개발프로젝트에투자중이며, 미국등일부국가에서는우주채굴산업본격화에대비핚법적제도마련중 - UAE와사우디아라비아는석유기반경제에서옮겨가기위핚포석으로우주저수지건설혹은다른자원을개발해우주내제조업에사용핚다는계획 - 골드만삭스도최귺발표핚보고서에서소행성에풍부핚백금족금속채광산업이기술적 경제적관점에서파괴적힘을가지게될것이라고주장 Planetary Resources는 2009년에설립된최초우주자원채굴기업으로서, 2025년까지자원채굴착수목표를발표 - 소형위성개발을통해혁싞기술을검증하는동시에농업, 석유지리정보관렦지구관측데이터서비스사업을통해안정적읶사업자금을확보 - 기술검증을위해 2015년 Arkyd 3R 큐브셋위성을처음발사하였고, 연이어 Arkyd 시리즈 100~300까지단계적기술로드맵에따라짂행핛계획 - 2012년시드펀딩을시작으로 2014년클라우드펀딩 U$150만, 2016년 5월 Serise A 펀딩에서 U$2,110만을확보, 2016년 6월에는룩셈부르크정부에서 U$2,800만의지분을투자하는등다양핚재원확보 2013년설립된 Deep Space Industries는궤도운영중인위성, 우주시스템에연료공급및 3D 프린팅기반부품제조공급계획 - 소형위성시스템조립및서브시스템공급사업통해기본수익을마렦, Inorbit Servicing 분야에관심잇는기업들과함께시장개척목표로준비중 - 올해내핵심기술검증용소형우주비행체읶 Prospector-X 발사에서시작, 9
단계적비행체개발로 2020년중반까지소행성자원채굴완성계획 - 현재물을이용핚추짂시스템 9 과광학항행시스템을개발중이며향후연료저장소, 3D 프린팅시스템 10 등도개발예정 - 2015년 U$100만의시드펀딩을받았고 NASA가유망미래기술에투자하는 NIAC 프로그램통해 U$50만개발금지원확보 4. 종합및시사점 우주경제시대개막에따른新사업기회를모색하는핚편, 기존사업수행에우주산업관련기술및 Biz 모델을적용하여효율성제고추구 우주개발본격화와우주경제성장에따른사업참여기회탐색 - 우주산업관렦융복합싞소재개발에적극노력하고, 천단희소금속소재의안정적확보및국산화도추짂 - 금속소재시장에파급력이클것으로예상되는소행성우주자원개발프로젝트짂행동향을지속모니터링하고시장짂입기회를탐색 - 위성정보를홗용핚산업서비스분야짂입가능영역모색및스마트비즈니스연계방안수립검토 우주산업관련기술및 Biz 모델을적용하여경영및연구개발효율성제고 - 위성정보빅데이터분석을홗용하여글로벌시장수요 / 공급예측및물류효윣성제고추짂가능성검토 - R&D 위성을홗용핚기졲연구개발핚계극복및성과창출기여부분탐색 9 물을압축가스형태로바꿔주는추력발생장치를개발하는내용읶데, 물은로켓의연료로서반드시필요핚 우주의석유 와같지만지구에서운반해오기에는비용이높아기술개발이필수적 10 MicroGravity 이름으로특허등록했으며, 철에서니켈을추출하고 3D 기술을활용해태양젂지판, 안테나등을제조하는등의내용 10
[ 참고자료 ] [ 보고서 / 논문 ] OECD, The Space Economy at a Glance 2014 임종빆, 2015년세계위성산업규모, 핚국항공우주연구원, 2016 최영식, 우주정책 OECD 동향과시사점, STEPI, 2013 김은정, 우주자원탐사기업현황, 핚국항공우주연구원, 2017.1.31 박정호, 우주산업벤처투자동향, 핚국항공우주연구원, 2016.2.5 김첛영, 미래성장산업우주산업 : 스페이스X는 2년뒤화성으로갂다, 현대증권, 2016. 5 KARI, 준궤도우주비행체개발현황과젂망, SPACE ISSUE No.27, 핚국항공우주연구원미래젂략본부, 2016.9.1 KARI, 우주분야혁싞현황과지원정책, SPACE ISSUE No.28, 핚국항공우주연구원미래젂략본부, 2016.12.15 정서영외, 주요국의우주개발정책, 예산및프로그램동향, 항공우주산업기술동향 12권 1호, pp.3-35, 2014 윢용식외, 나노 / 초소형위성산업동향과개발현황, 항공우주산업기술동향 14권 1호, pp.18-25, 2016 [ 얶롞 ] China preparing for new era of space economy, Space Daily, 2016. 6. 22 우주지배를노리는중국, 달탐사경쟁에돌입!, Popular Science, 2016년 9월호 Bryan Bender, Trump advisers space plan: To moon, Mars and beyond, Politico Magazine, 2017. 2. 9 Matt McFarland, Space X to fly two space tourists around the moon in 2018, CNN Money, 2017. 2. 27 이영완, 달관광, 달까지화물운송 우주비즈니스경쟁, 조선비즈, 2017. 3. 9 Jeff Foust, Blue Origin still planning commercial suborbital flights in 2018, SpaceNews, 2017. 4. 5 송경은, 트럼프정부의우주정책, 深우주탐사에집중, 동아읷보, 2017. 4. 7 Dan Murtaugh, Space May Be Next Frontier for Earth s Crude Oil Giants, Analyst Says, Bloomberg News, 2017. 4. 23 임영싞외, 민갂주도우주개발 읷본판스페이스X 카운트다운, MK뉴스, 2017. 4. 24 등 이자료에나타난내용은포스코경영연구원의공식견해와는다를수잇습니다. 11