머스크 스페이스X의 상업용 우주비행 완성은 화성 탐사?

스페이스X(SpaceX)의 미래에 대해 이야기할 때 상업용 우주 비행의 끝은 화성인가? 36KR 중국 언론은 지난 18일(현지 시간) 이 같은 제목으로 스페이스X의 발전 과정과 요새 커지는 중국 위성 인터넷 시장의 분위기에 대해 분석 보도했다.

테슬라 CEO 일론 머스크는 더 큰 야망을 가지고 있다. 머스크의 화성의 꿈은 20년 동안 진행되고 있다.
머스크는 9년 전 와이어드(Wired)의 전 편집자인 앤더슨(Chris Anderson)과 대화하면서 피할 수 없는 인류 문명의 파괴적인 미래에 대해 우려를 표명했다. 머스크는 "지구도 태양의 화염에 휩싸일 것이다. 지금 이것에 대해 걱정하는 것은 약간 근거가 없지만 사실 이미 시작되었다. 앞으로 10억 년이 더 걸릴 것이다. 상황이 좋지 않음을 발견했다"고 말했다.

머스크는 당시 "스페이스X의 개발에 영향을 미치지 않는 한 나는 화성에서 죽고 싶다. 스페이스X는 설립 이후 궤도로 로켓 발사, 로켓 복구 및 재사용, 유인 우주 발사, 놀라운 속도로 스타링크(Starlink) 저궤도 위성 배치와 같은 이정표적인 성과를 연속적으로 달성했다. 이로 인해 스페이스X는 미국에서 가장 중요한 발사 서비스 제공업체가 되었으며 동시에 점차 세계에서 가장 큰 위성 운영자 중 하나가 되었다.

화성의 꿈은 실제로 스페이스X의 전체 개발의 일부였다. 작년에 미 항공우주국(NASA), 미국의 6개 명문 대학 및 연구소의 공동 저자들의 도움으로 스페이스X는 보고서를 제출했다. 국립 과학 아카데미(National Academy of Sciences)에서 미래 화성에 가는 방법을 자세히 설명하는 행성 과학 및 우주 생물학의 다음 10년 조사에 대한 백서다.

머스크는 '마케팅'이라는 개념이 마음에 들지 않는다고 했지만, 사실 마케팅을 굉장히 중시하고 PR팀을 무시하고 PR 원고를 직접 쓰는 경우가 많다. 그가 테슬라의 브랜드를 우주와 연결하여 브랜드의 함축적 의미를 극도로 웅장하게 만든 사실에서 알 수 있다.


화성에 대한 머스크의 집착은 스페이스X가 설립되기 전부터 가시화되었다. 2001년 어느 날, 머스크는 화성 탐사에 대한 세부 계획을 찾기 위해 나사 웹사이트를 방문했지만 관련 콘텐츠를 찾을 수 없었다. 머스크는 나중에 와이어드 잡지의 기자에게 실망스러웠다고 말했다. "왜 계획과 준비가 전혀 없나요?"

우주의 새로운 영역을 개척해야 하는 미국 기관이 화성 탐사에 전혀 관심이 없는 것에 머스크는 깜짝 놀랐다. 글로벌 우주 비행에서 모범적인 역할을 하기 위해 그는 화성생명재단 '마스 오아시스'(Mars Oasis)를 설립했다.
그 컨셉이 탄생했고, 화성에 소규모 실험용 온실을 건설해 식물을 키울 계획이었지만, 러시아에서 로켓 구매가 실패한 후 스스로 로켓을 만들겠다는 발상이 점점 더 활발해졌다. 그리고 마침내 2002년 스페이스X가 시작됐다.

머스크는 이후 당시를 떠올리며 "스페이스X가 처음 설립됐을 때 회사가 살아남을 확률이 10%라고 생각했다"고 솔직하게 고백했다.

로켓 '팔콘 1'은 이후 발사 3회 실패로 머스크의 재산을 거의 모두 태워버렸고, 민간 항공우주 기업에 대한 투자 기관과 은행의 기대도 꺾였다. 당시 업계의 눈에는 민간 로켓이 무가치한 돈을 버는 프로젝트였다.

마지막 스탠드의 네 번째 발사 성공으로 스페이스X는 마침내 나사로부터 16억 달러의 주문을 받아 국제 우주 정거장에 12개의 화물 공급 서비스를 제공하며 공식적으로 상업용 우주 비행의 길을 열었다.

사실 머스크의 외형은 스페이스X 설립 이후에도 한결같았다. 즉, 궁극적인 목표는 인간을 행성을 초월한 종으로 만드는 것이며, 이는 그의 현재 이룬 경력의 주요 테마이기도 하다.

그러나 그의 목표가 진지하게 받아들여지고 자본이 '꿈을 쫓는' 대열에 합류한 것은 팔콘 1이 성공적으로 출시될 때 부터였다.

엑스프라이즈(XPRIZE)의 피터 디아만디스(Peter Diamandis)는 "단순한 수익성보다 더 큰 원동력이 있으며 머스크의 비전은 도취적이고 매력적"이라고 말한 적이 있다.

실제로 이러한 매력은 시장의 자본에서 가장 직접적으로 나타난다. 스페이스X는 2008년 설립자 펀드(Founders Fund)의 시리즈(Series) A 자금 조달을 수락한 이후로 최소 21회의 상업 자금 조달을 수행했으며 자금 조달 속도는 점점 빨라지고 있다.

지난해부터 스페이스X는 7차례의 자금 조달을 받았으며 총 자금 조달 규모는 약 34억 달러다. 로이터통신에 따르면 올해 6월 스페이스X는 주식금융을 통해 16억8000만달러를 조달했고, 기업가치는 1270억 달러로 바이트댄스, 앤트그룹에 이어 세계 3위의 유니콘이 됐다. 불과 한 달 후 한국의 미래에셋그룹도 스페이스X에 1억 달러를 투자했다.

중국내로 시선을 돌리면 스페이스X의 성공이 이끄는 글로벌 상업용 항공 우주 물결을 찾을 수 있다. 중국의 상업용 항공 우주는 2015년 정책 자유화 이후 급속한 발전 시기에 들어섰다.

티안엔(Tianyan)의 데이터에 따르면 작년에 상업용 항공 우주 관련 기업이 37건의 자금을 조달했으며 총 자금 조달 금액은 64억5000만 위안을 넘었다.


투자 기업의 라운드 분배 관점에서 볼 때 기업은 주로 초기 프로젝트이며 시드 라운드, 엔젤 라운드 및 A 라운드의 파이낸싱 이벤트 수는 전체 파이낸싱 이벤트 수의 절반에 가깝다.

또한 비공식 통계에 따르면 현재 중국의 상업용 항공 우주 분야 투자에 참여하는 기관은 100개 이상이며 중국의 상업용 항공 우주는 새로운 경쟁 패턴을 열었고 자본은 점점 더 스타트업을 선호하고 있다. 특히 로켓과 위성 R&D 기업을 선호한다.

그러나 스페이스X에 비해 중국내 상업용 항공 우주는 여전히 갈 길이 멀다. 상업용 항공우주 분야의 선두주자로서 스페이스X가 매우 높은 평가를 받는 것은 놀라운 일이 아니다. 두 발로 걷는 스페이스X는 변화의 방향으로 수익 창출과 지속 가능한 발전을 위해 노력하고 있다.

그러나 상업화된 비즈니스 레이아웃에서 우리는 또한 머스크의 더 큰 야망을 엿볼 수 있다. 즉, 세계 운영을 위한 새로운 인프라를 구축하려는 것이다.

상품화 가속화로 로켓 발사 비용 절감 및 사업 확장

로켓의 개척자이자 전설인 치올콥스키, 고다드, 폰 브라운은 화성에 가는 꿈을 꾸었다. 하지만 분명히 항공우주 분야에 혁명이 없다면 기존 항공우주의 연구개발 기간이 길어 저주파 재료 공급에 의존해 화성에서 생존하기 어렵다.

작년 연구 보고서에서 훠타이증권은 스페이스X가 로켓 재활용과 같은 기술로 글로벌 로켓 발사 산업을 재편했다고 분석했다.

그동안 로켓 발사는 우주정거장 설립, 달 착륙, 화성 탐사, 베이더우 시스템 구축 등 정부의 일회성 대규모 프로젝트를 주로 수행해 왔으며 상업화하기 어려운 형태였다. 로켓 발사 데이터의 관점에서 볼 때 세계 정부의 로켓 발사 프로젝트는 2013년 이후 급격히 감소했다.

그러나 스페이스X는 독자적인 기술 혁신에 의존하여 기존의 항공우주 산업을 전복시키고 바꿨으며, 산업체인의 수직 통합을 통해 로켓 회수 기술 및 다중 위성을 탑재한 하나의 로켓과 같은 핵심 기술을 마스터했다.

발사 비용을 지속적으로 줄이기 위한 로켓 조립 프로세스를 도입해 스페이스X는 또한 스타링크와 같은 프로젝트를 파일럿 프로젝트로 사용하여 로켓 발사 빈도를 크게 높이고 규모 효과를 통해 발사 비용을 더욱 줄여 발사 가격을 지속적으로 하락시켰다.

'비용 절감'은 스페이스X의 자랑스러운 무기다. 지속적으로 떨어지는 출시 가격으로 스페이스X는 회사의 비즈니스 확장을 추진하는 과정에서 가장 기본적인 기술과 비용 이점을 제공할 수 있었다.

베이징 우주항공 연구소(Beijing Aerospace Long March Science and Technology Information Research Institute)의 양카이(Yang Kai)와 중국 발사체 기술 아카데미의 상시양(Shang Xianyang)은 기사에서 스페이스X가 개발한 5가지 제품 프로젝트가 회사의 5가지 주요 비즈니스 영역과 군사적 발사 요구를 위한 연결 사업을 형성했다고 썼다.

국제우주정거장(ISS)용 '드래곤' 우주선의 화물 및 승무원 운송 사업, 상업용 발사를 위한 '팔콘' 로켓 사업, 소비자 시장을 위한 '스타링크' 저궤도 통신 사업, 장기 우주 수송 수요를 위한 수퍼 헤비 스타십(Super Heavy-Starship) 사업 등이 그것이다.

스페이스X 자금 출처는 주로 미군 등 정부 사용자

스페이스X의 스타링크 사업은 저궤도 위성망을 이용하여 이전의 우주임무를 다시 수행하여 글로벌 광대역 환경을 구축하려는 저궤도 네트워킹 시장에 해당한다.

스타쉽은 머스크의 화성 꿈에 가장 가까운 사업으로 미래의 달과 화성 여행이라는 미션을 수행하고 있지만, 시험 기간 동안 폭발 사고가 많았고 착륙까지 갈 길이 아직 멀다.

지난해 6월 말 기준으로 팔콘 9 로켓은 총 122회, 미국 정부 사용자 41회, 스타링크 사업 29회, 상업용 52회 발사 임무를 수행했다는 점에 주목할 필요가 있다. 전체 출시 횟수의 상업용 비중 42.6%는 그리 높지 않은 편이며, 매출 면에서 보면 상용 출시 비중은 훨씬 낮다.

상업용 발사 사업은 스페이스X의 외부 세계로 통하는 창에 가깝고, 저비용 발사 서비스 회사로서의 이미지를 구축하고 있으며, 실제로는 소액의 사업 모델을 채택하고 있다. 회사의 재사용 기술 테스트 필드로 다른 비즈니스에서 사용하기 쉽게 여러 번 재사용할 수 있는 로켓을 사용하여 전체 비용을 줄일 수 있다.

따라서 현재 상용화 현황으로 볼 때 군, 나사 등 정부 사용자를 대상으로 발사 서비스를 제공하는 것이 회사의 가장 안정적인 자금원이며, 정부에서도 막대한 연구개발 자금 지원을 해오고 있다.

스타체인과 스타쉽 사업은 아직 돈이 소진되는 단계에 있어 장기적으로 순이익이 발생하기 어렵고, 다른 사업 이익, 정부 재정 지원, 수혈 자금 조달 등에 의존해야 한다.

따라서 스페이스X의 상용화는 미 국방부와 직접적인 이해관계가 있기 때문에 어느 정도는 스페이스X가 미군의 '무기고'가 되고 있다. 화성의 꿈을 가리키는 우주선을 예로 들면 펜타곤은 미래의 벵가지식 공격을 저지하기 위한 '신속한 대응 유닛'으로 군사화된 스페이스X 우주선 함대의 창설을 고려하고 있다.

민간 시장 '우주경쟁' 본격화로 중국도 위성인터넷 추진

미 공군은 2019년 공군을 위한 스타링크 위성 통신 네트워크의 성능을 평가하기 위한 군 복무 시연을 수행하기 위해 스페이스X와 거의 2800만 달러에 달하는 계약을 체결했다.

포지셔닝과 관련하여 미 육군은 수백만 달러의 자금을 제공하고 오스틴에 있는 텍사스 대학의 무선 항법 연구소에 연구를 의뢰하여 스타링크 저궤도 위성을 사용하여 GPS보다 더 높은 정확도로 포지셔닝 서비스를 제공하기를 희망하고 있다.

스페이스X는 2015년 위성 인터넷 서비스 프로젝트를 발표하고 스타링크 계획을 제안한 이후 민간 시장은 '우주 군비 경쟁'으로 변하고 있는 것으로 보이며, 스페이스X도 위성 인터넷의 인프라 구축에 점점 더 나아가고 있다.

20세기 말, 미국 모토로라 컴퍼니는 세계 최초의 인터넷 위성 성좌 "이리듐 성좌"를 제안했지만, 나중에 기술적인 어려움과 높은 비용, 잘못된 시장 포지셔닝으로 인해 정체될 수밖에 없었다.


오늘날 위성 통신 기술의 발달과 위성 건설 및 발사 비용의 절감으로 위성 인터넷이 다시 한 번 대중의 눈에 들어왔다. 미국 SIA에 따르면 기존 상업용 위성 산업 규모는 약 2800억 달러, 세계 우주 경제 규모는 2040년까지 1조 달러에 이를 것으로 예상된다. 이 중 위성인터넷은 시장 성장의 50~70%를 차지할 것으로 예상된다.

현재 전 세계 땅의 70%가 인터넷으로 덮여 있지 않으며 30억 명이 인터넷에 접근할 수 없다. 지상 네트워크가 이러한 영역을 커버하는 데 사용된다면 주민들이 비용을 지불할 수 있다 하더라도 인프라를 완전히 구축하는 데 수십 년이 걸릴 것이다. '새로운 기반'으로서 위성 인터넷은 네트워크 기반의 기능을 수행하고 위성 인터넷의 배치를 통해 하늘과 땅에서 6G 통신분야를 선점할 수 있다.

머스크의 계획에 따르면 스타링크 계획은 4만2000개 이상의 위성을 우주에 배치해야 하는데 지금까지 겨우 2750개의 위성이 발사되었다.

스페이스X가 스타링크 사업을 고속으로 발전시키는 이유는 상업화의 필요성뿐만 아니라 궤도 피트와 스펙트럼이 희소한 우주 자원이고, 희소한 자원의 배후에는 강대국의 하드 파워 경쟁이 있기 때문이다.

ITU(International Telecommunication Union) 규정에 따라 궤도 피트와 스펙트럼 자원은 선착순으로 제공된다. 저궤도는 약 6만개의 위성을 수용할 수 있다.

2029년까지 약 5만7000개의 저궤도 위성이 지구의 저궤도에 배치될 것이다. 국가들은 위성 인터넷 공간 궤도와 스펙트럼 자원을 점유해야 하는 절박한 상황에 처해 있다. 베이징 컴퓨터 기술 및 응용 연구 연구소 소장 시아오광(Yuan Xiaoguang)은 다음 문제 중 하나가 공간 혼잡이라고 말했다.

나사 과학자 케슬러(Donald Kessler)는 한때 '케슬러 효과'를 제안했다. 저궤도에 있는 물체의 수가 임계값에 도달하면 충돌에 의해 형성된 파편이 더 많은 충돌 연쇄 반응을 일으켜 결국 많은 수의 파편이 주변을 둘러싸게 한다. 해당 지역은 사용할 수 없고 통과할 수 없게 된다. 즉, 저궤도가 점차 잠식됨에 따라 충돌 가능성은 눈사태로 확대된다.

6월에 미국 연방통신위원회(FCC)는 스페이스X가 움직이는 차량에 스타링크 위성 인터넷을 사용할 수 있도록 승인하여 이 프로그램을 상업용 비행기, 선박 및 트럭으로 확장할 수 있는 허가를 받았다.

이것은 스타체인(Starchain)이 거의 완전하고 상업적 사용이 가능한 수준까지 발전했음을 보여줄 뿐만 아니라 최고의 네트워크 성능에서 오늘날 다양한 이동 물체 사용의 추가에 이르기까지 위성 인터넷 산업에서 스타체인의 독점적인 이점을 선언한다.

스페이스X가 다른 위성 인터넷 서비스 제공업체를 계속 사용할 이유를 사라지게 하고 있다. 물론 그렇다고 해서 스페이스X가 부담이 없는 것은 아니다. 글로벌 위성 인터넷 시장의 교란자로서 위성 인터넷 산업은 메기 효과 아래 급증하고 있다.

아마존 창업자 베조스의 블루 오리진 기업이든, 최근 2년 만에 재편성한 영국 스타트업 원웹이든 모두 뒤쫓고 있다. 블루 오리진의 쿠이퍼(Kuiper) 프로젝트는 3236개의 위성을 지구 저궤도에 보낼 계획이며, 후자 원웹은 머스크의 스타링크를 초과하는 4만8000개의 위성 발사 요구 사항을 미연방 통신 위원회(FCC)에 제안했다.

동시에 중국내 위성인터넷도 대세다. 2020년 국가발전개혁위원회는 처음으로 위성인터넷을 통신망 기반시설의 범위에 포함시켜 산업발전에 활력을 불어넣었다.

현재 중국에는 375개의 저궤도 위성이 있고 '홍옌'과 '홍윤'과 같은 일련의 별자리 계획을 배치하기 시작했다. 한편 갤럭시 파워(Galaxy Powe)의 설립자이자 CEO인 리우 바이치(Liu Baiqi)는 "이러한 여러 주장에도 불구하고 최종적 관점에서 스페이스X가 우주선을 만드는 주요 목적은 화성 이민이다"고 전했다.


이상욱 글로벌이코노믹 국방전문기자 rhee@g-enews.com