글로벌 달 패권 경쟁 시대, 우리나라의 위치는

최근 미국과 중국의 패권 경쟁이 달 표면까지 확장되고 있다. 미국 항공우주국(NASA)은 유인 달 탐사 프로젝트 ‘아르테미스 계획’을 통해 2027년 이전에 달 착륙을 목표로 하고 있으며, 중국 역시 러시아와 협력해 2030년까지 국제 달 연구 기지(ILRS) 건설을 추진 중이다.

이처럼 우주 기술력과 안보 전략의 주도권을 둘러싸고 주요 강대국들이 달 탐사 경쟁에 나서는 가운데, 우리나라도 본격적으로 우주 패권 경쟁에 발을 들였다. 특히 오는 27일에는 한국형발사체 누리호 4차 발사가 예정돼 있다.

이에 우리나라 우주공학 기술의 현주소를 알아보고, 우리 대학 기계의용·메카트로닉스공학과 양요셉 교수와의 인터뷰를 통해 향후 과제와 전망에 대해 살펴봤다.

전 세계가 뛰어든 달 탐사 경쟁

지난 2021년 미국 항공우주국(이하 NASA)이 달 유인탐사 프로젝트 ‘아르테미스 계획’을 발표하면서 전 세계의 달 탐사 경쟁이 본격화됐다. NASA는 무인 달 궤도 탐사, 유인 궤도 탐사, 유인 달 남극 착륙으로 구성된 3단계 계획을 발표하고 스페이스X와 계약을 체결했다. 이후 지난 2022년에는 ‘아르테미스 1호’를 발사해 무인 달 궤도 탐사에 성공했다.

▲ 지난 2022년 미 플로리다주 케네디우주센터에서 ‘아르테미스 1호’를 발사해 무인 달 궤도 탐사를 수행했다. (출처: NASA)

한편, 중국은 ‘창어 프로젝트’를 지속적으로 추진하고 있다. 지난해 ‘창어 6호’를 통해 세계 최초로 달 뒷면의 토양 샘플을 확보했으며, 2028년에는 ‘창어 8호’를 발사해 자원 활용 실험과 3D프린팅 기반의 기지 건설 기술을 시험할 계획이다. 또한 러시아와 협력해 2030년까지 달 남극이나 뒷면에 ‘국제 달 연구 기지(ILRS)’를 건설하는 것을 목표로 세웠다.

일본도 지난해 탐사선 ‘슬림(SLIM)’이 달 적도 분화구 근처 표면에 착륙하는 데 성공하면서 미국·소련·중국·인도에 이어 다섯 번째로 달에 연착륙한 국가가 됐다. 유럽 역시 2030년대 달 남극에 ‘문 빌리지(Moon village)’라는 공동기지를 조성하는 계획을 추진하면서 본격적으로 우주 개발 경쟁에 뛰어들었다.

이처럼 미국과 소련 간의 냉전으로 우주 경쟁이 격렬했던 지난 20세기 이후로 다시금 달 탐사 경쟁이 뜨거워지고 있다. 그렇다면 전 세계가 달 개척의 주도권을 두고 경쟁하는 이유는 무엇일까?

우주의 새로운 패권지, 달

달의 뒷면에는 ‘꿈의 에너지원’이라 불리는 헬륨-3가 풍부하게 매장돼 있다. NASA는 헬륨-3의 1g이 가진 에너지는 석탄의 약 40톤에 달하며, 달 표면에만 약 100~200만 톤 가량이 매장된 것으로 추정한다. 이는 인류가 1만 년 이상 사용할 수 있는 규모로, 1톤만으로도 대도시 하나에 1년 간 공급할 전력을 생산할 수 있다. 이 외에도 철분이나 마그네슘과 같은 금속 자원과 스칸듐·이트륨 등의 희토류가 풍부하게 매장된 것으로 알려져 있다.

▲ 달의 뒷면에는 지구에서 얻기 힘든 헬륨-3와 희토류 등 전략적 자원이 매장돼 있을 것으로 추정된다. (출처: NASA)

뿐만 아니라 달은 심우주 탐사를 위한 자원을 확보할 수 있는 전략적 거점으로 평가받고 있다. 특히 달의 남극에 존재하는 얼음을 정제하면 로켓 연료의 원료로 활용할 수 있어 그 부가 가치가 매우 높을 것으로 예상된다. 이에 각국은 달 기지 건설 계획에 더욱 속도를 내고 있다.

이 같은 달의 자원적·전략적 가치 때문에 탐사 경쟁은 국가를 넘어 민간 기업으로까지 확대되고 있다. 우주는 기상 변화의 영향을 거의 받지 않고 낮과 밤의 제약 없이 24시간 태양광 확보가 가능해, 글로벌 기업들 역시 우주 기반 데이터센터 구축 연구에 뛰어드는 추세다. 이처럼 달은 전 세계가 주목하는 새로운 패권 경쟁의 무대로 부상했다.

우주 경쟁 속 우리나라의 현주소

격화되는 우주 패권 경쟁 속에서 우리나라도 본격적으로 달 탐사와 우주 개발 경쟁에 발을 들였다. 지난 7월 우주항공청은 2045년까지 달 경제기지 건설과 화성 착륙선을 포함한 중장기 우주탐사 전략 로드맵을 공개했다. 2032년 달 착륙, 2045년 화성 탐사를 장기 목표로 제시하고, 민간 기업 참여를 확대하는 ‘K-스페이스 생태계’ 조성에도 박차를 가하고 있다.

▲ 지난 2023년 5월 25일, 전남 나로우주센터에서 누리호 3차 발사가 성공적으로 이뤄졌다. (출처: 과학기술정보통신부)

오는 27일 새벽에는 고흥 나로우주센터에서 누리호 4차 발사가 예정돼 있다. 누리호는 우리나라가 독자 개발한 발사체로, 인공위성을 지구 궤도로 수송하는 임무를 수행해 왔다. 특히 이번 발사에서는 역대 최다인 13기의 위성을 탑재하며 기술적 완성도를 검증한다.

이에 우리 대학 기계의용·메카트로닉스공학과 양요셉 교수는 “누리호 4차 발사는 우리나라 우주 개발사에서 매우 중요한 분기점”이라며 “단순한 기술 시험 단계를 넘어 누리호가 실질적 운용 발사체로 자리매김하는지 확인하는 중요한 시험대”라고 전했다. 요컨대 누리호 4차 발사 성공은 반복적인 임무 수행을 통해 상업적·운용적 신뢰성을 확보하는 단계로, 이는 자체 개발한 발사체를 이용해 정기적으로 위성을 발사할 수 있는 완전한 독자 발사 체계 확립을 의미한다.

양 교수는 “발사 과정에서 얻는 데이터는 향후 중대형 발사체 개발 및 차세대 우주 운송 시스템의 기술 기반으로 활용될 예정”이라며 “이번 발사는 국내 민간 기업들이 참여한 첫 사례 중 하나로, 향후 민간 주도의 뉴스페이스 산업 생태계 구축에도 중요한 이정표가 될 것”이라고 말했다.

누리호 4차 발사는 우리나라가 지속 가능한 우주 강국으로 도약하고 있음을 대내외에 보여주는 상징적 사건이다. 이에 양 교수는 “한 번의 성공이 아닌 지속 가능한 도약을 향한 우리나라 우주 개발의 새로운 장을 여는 의미 있는 도전”이라고 덧붙였다.

‘대한민국 우주산업 르네상스’를 향해

향후 우주 패권 경쟁에서 우리나라가 지속적인 경쟁력을 확보하기 위해서는 아직 해결해야 할 과제들이 여전히 남아 있다. 현재 글로벌 발사체 시장은 스페이스X의 팰컨 9(Falcon 9)처럼 저비용·재사용 로켓이 주도하고 있다. 반면 누리호는 1회용 발사체로, 발사 한 번에 수백억 원이 소요돼 경제성이 떨어진다.

양 교수는 “우리나라도 발사 비용을 획기적으로 낮출 수 있는 재사용형 발사체 기술 확보가 시급하다.”라며 “이는 단순한 기술적인 진보를 넘어 상업적 경쟁력과 지속 가능한 우주산업 생태계를 위한 필수 조건”이라고 전했다.

국가 차원에서 뉴 스페이스 산업 생태계를 강화하는 것도 중요한 과제다. 최근 달 탐사 경쟁은 국가 중심에서 벗어나 스페이스X 같은 민간 기업이 주도하는 혁신 경쟁 시대로 전환되고 있다. 따라서 우리나라 역시 정부가 방향을 제시하되, 민간 기업이 주체적으로 성장할 수 있도록 민관 협력형 산업 구조로 재편할 필요가 있다.

이에 양 교수는 “한화에어로스페이스 등 대기업으로 기술 이전을 성공적으로 마무리하고, 동시에 소형 발사체·위성·데이터 분석 등 다양한 분야에서 스타트업과 중소기업의 혁신을 적극 지원해야 한다.”라고 말했다. 요컨대, 정부가 직접 개발자가 되기보다 핵심 구매자이자 규제자의 역할로 전환해 뉴 스페이스 환경에서 자생적 산업 생태계를 조성해야 한다는 것이다.

또한 “심우주 탐사 경쟁에 참여하기 위해 현재의 누리호보다 훨씬 강력한 발사체가 필요하다.”며 “장기적인 기술 투자뿐 아니라, 고온·극저온 환경에서 작동 가능한 소재 기술, 고효율 추진제 개발, 고정밀 항법·제어 기술 등 핵심 기반 기술 자립화가 필수적”이라고 강조했다.

우리나라의 우주 패권 확보까지는 여전히 갈 길이 멀다. 그러나 국내 연구진과 기술자들의 지속적인 노력으로 우리는 이미 발사체 기술 세계 7위권에 진입하는 성과를 거뒀다. 양 교수는 “누리호는 단순히 50미터가 넘는 금속과 불기둥이 아니다. 이는 끊임없는 도전과 집단 지성의 강력한 상징”이라며 “1차 발사의 불완전한 성공과 같은 실패에서도 교훈을 얻고, 수천 명의 연구원·엔지니어·기술자들이 함께 이뤄낸 결실”이라고 전했다.

우주는 더 이상 우리와 먼 이야기가 아니다. 우주 패권은 국가 안보와도 직결되는 중대한 요소이다. 누리호 4차 발사를 기점으로 우리나라의 우주 공학 기술이 더 높이 도약해 ‘대한민국 우주산업의 르네상스 시대’가 하루빨리 도래하길 기대한다.

※ 기사 작성에 도움 주신 양요셉 교수님께 감사드립니다.

윤시현 기자

<wkdal8825@naver.com>