지난 6월 21일, 전라남도 고흥군에 위치한 나로우주센터에서 한국형발사체 ‘누리호’가 성공적으로 발사돼 성공적으로 우주 궤도에 안착했다. 이로써 대한민국은 세계 7번째로 1톤 이상의 페이로드를 우주 궤도에 올려놓은 국가가 됐다.

누리호는 설계, 제작, 시험 등 모든 과정을 국내 기술로 개발한 발사체로 향후 이 같은 기술을 활용해 우주산업에서 외국 의존도를 낮추는 등 새로운 우주 시대를 여는데 든든한 기반이 될 전망이다. 지금까지 항공우주산업은 군사, 안보 목적으로 정부 주도 아래 일부 국가를 중심으로 이뤄졌지만 우주에 대한 세계 각국의 관심이 높아지고 스페이스X와 같은 민간기업들이 등장하면서 더욱 경쟁은 치열해지고 있다.

우주라는 미지에 세계로 가는 운송수단의 발전은 사람뿐만 아니라 재화의 이동을 가능하게 할 전망이다. 이 때문에 우주 물류 시대도 곧 개막할 것이라는 기대감이 높아지고 있다.

국제우주정거장 오가는 ‘화물우주선’ 운영 중
지난 2001년 미국인 데니스 티토가 민간인 최초로 국제우주정거장에서 8일간 머물다 귀환해 우주여행 시대를 열었다. 이후 ‛부자들의 놀이’라는 취급을 받으며 큰 진전이 없었던 우주여행은 지난해, 일론 머스크의 스페이스X가 민간 우주비행사 4명을 사흘간 우주 궤도 여행을 마치고 귀환에 성공하자 다시 한번 주목받고 있다.

인간의 우주 왕복 사례가 늘고 있는 가운데 묵묵히 이를 돕기 위한 화물우주선도 주기적으로 발사돼 역할을 충실히 다하고 있다. 미국, 러시아, 유럽, 일본, 캐나다 등과 함께 만든 국제우주정거장(International Space Station)에 필요한 화물은 물론 식량 등 보급품 운송을 위해 미국, 러시아, 유럽, 일본 등은 화물우주선을 운영하고 있다. 

지난 8월에는 스페이스X 화물우주선 ‘드래곤(Dragon)’은 지구에서 보낸 보급품을 국제우주정거장에 전달하고 실험에 사용한 보급품과 무중력 상태 실험 결과를 갖고 지구로 무사히 귀환했다.

한편 독자적인 우주정거장 ‘톈궁’ 건설을 추진 중인 중국은 건설작업에 필요한 작업자를 실은 유인우주선뿐만 아니라 화물우주선 ‘톈저우’를 통해 우주정거장 건설에 필요한 물자를 운송하고 있다. 중국은 이를 통해 올해 안에 우주정거장 건설을 마무리할 계획이다.

‘위성을 제 궤도까지’, 발사체 활용한 운송 서비스 활발
미국, 러시아 등 일부 우주 선진국이 우주정거장을 중심으로 우주물류 산업을 발전시켜 왔다. 최근 우주에 대한 높아진 관심과 투자에 새로운 우주 물류의 서비스가 등장하고 있다. 탐사선, 인공위성 등의 화물을 운송수단인 발사체에 실어 소비자가 요구한 궤도까지 운송해주는 서비스다. 

세계 각국은 미래 산업인 자율주행차, 드론 등에 더 안정적인 통신 공급, 날씨 예측, 관측 등 더 많은 탐사선, 인공위성이 필요해 졌으며 민간기업들 역시 자신들의 목적에 맞는 소형 위성을 다수 발사할 계획이다.

우리나라의 경우 누리호의 성공적인 발사의 감동이 가시지 않았던 8월, 한국항공우주연구원이 개발한 대한민국 최초의 달 궤도 탐사선 ‘다누리’가 발사하고 2차 교신까지 성공했다. 다누리가 성공적으로 임무를 완수하게 된다면 대한민국은 세계 7번째 달 탐사국이 된다.

우리 연구원들의 수십 년간의 노력이 담긴 다누리는 다름 아닌 스페이스X의 팰컨 9에 실려 발사됐다. 그렇다면 왜 팰컨 9에 실려 발사됐을까.

국산기술로 제작된 누리호의 경우 다누리를 달까지 보낼 추진력이 부족하며 아직 성공 경험이 한 번밖에 없기에 다누리와 같이 중요한 화물을 탑재해 올리기에는 신뢰성이 부족하다. 또한 팰컨 9는 재사용을 통해 비용을 크게 낮췄다. 

이와 같은 일련의 과정은 지구에서 이뤄지는 일상적인 이뤄지는 다양한 물류 활동과 닮았다. 즉 ‘다누리’라는 화물의 최적 운송 수단을 찾아 한국항공우주연구원이 의뢰한 주소(궤도)로 운송한 것이다.

한편 운송을 담당한 스페이스X는 발사체의 1kg당 발사가격을 2016년 1,400만 달러(아틀라스5호)에서 2020년 2천 달러(팰콘9호)까지 낮췄으며 재사용을 통해 운영비용과 효율을 극대화했다. 이는 스페이스X의 수익성을 증가시키는 계기로 작용했다. 이와 같은 모습은 다른 운송사와 비슷한 상황이다.

스타십, 우주뿐 아니라 국제물류 시장도 넘봐
지구 내에서 우주선을 활용한 화물운송 서비스의 개발도 진행되고 있다. 스페이스X가 개발 중인 로켓형태의 우주선 ‘스타십(Starship)’은 국제우주정거장과 화성 등 우주뿐만 아니라 탄도 비행으로 대륙 간 운송에도 활용할 수 있다. 활주로 없이 수직 이착륙이 가능하며 통상 임무 시 100톤의 화물이나 사람을 수송할 수 있다.

스타십을 지구 내에서 화물 운송기로 사용할 경우 전 세계 어디든 수분, 늦어도 1시간 이내로 운송시간을 단축할 수 있을 것으로 전망돼 항공시장의 커다란 지각변동이 예상된다. 실제 미군은 2020년 10월 스페이스X와 스타십을 고속화물 운송기로 사용하는 계약을 체결했다.

스페이스X는 스타십과 같은 재사용 가능한 우주선을 1,000여 대 제작해 대당 하루 3회 운영할 계획이다.