우주 발사체 산업 동향

자본력을 갖춘 민간기업의 참여가 늘어나면서 저비용 발사체 및 위성 제조 등 우주산업은 고속 성장하고 있다. 민간 우주산업의 발전으로 세계 우주산업 규모는 ‘16년 3391억 달러에서 ’21년 3860억 달러로 성장했으며, ’40년에는 1조 달러에 이를 전망이다. 한편, SPACE X, Blue Origin, Virgin Galactic 등 민간 우주기업이 지속 성장하면서 ‘21년 기준의 세계 발사체 제작 시장 규모는 전년 대비 8% 상승한 57억 달러를 기록했으며, 위성체 제작 시장 규모도 전년 대비 12% 성장한 137억 달러를 기록했다.

발사체 분야는 미국이 주도하고 있다. 높은 수송 능력과 저비용의 장점을 가진 민간 기업들이 미국 내 발사체 시장의 성장을 주도하고 있다. ’22년도에 성공적으로 발사된 발사체 기준으로 살펴보면 전 세계에서 총 180회가 발사됐으며, 이 중 미국은 총 76회를 발사했다. 그리고 이 중에서 SPACE X가 61회의 발사를 기록해 민간기업이 우주산업을 주도하고 있다.

이는 발사 비용을 낮추고 수송 능력은 높아지는 등 발사체 시장의 경쟁력이 선순환 구조를 이루며 향상되고 있다. Citi Research의 ‘22년도 'The Dawn of a New Age' 우주산업 보고서에 따르면, 재사용 로켓 등장, 민간기업 진출, 제조공정 혁신, 연료 효율화 등으로 ’22년의 발사 비용은 ㎏당 1500달러인데, 이는 1981년 NASA의 Space Shuttle 발사 비용 대비 무려 30배 이상 저렴한 것이다. 또한 이는 1970년부터 2010년 사이의 평균 발사 비용 대비 약 11배 이상 저렴한 것으로 나타났으며 ’40년에는 ㎏당 100달러까지 감소할 것으로 전망했다. 미국 우주기업 SPACE X의 Falcon Heavy의 톤당 발사 비용은 150만 달러로, NASA SLS(Space Launch System)의 2316만 달러 대비 약 15배 이상 저렴한 것으로 알려져 있다.

<지구 저궤도 발사 비용 감소 요인>

(단위: US$/㎏)

[자료: Citi Research]

<지구 저궤도 발사 비용 분석>

(단위: US$ 천/㎏)

주: 2021 inflation-adjusted dollars

[자료: Citi Research]

SLS(Space Launch System)는 NASA가 달 탐사 계획인 아르테미스를 위해 개발한 발사체이다. 최근 NASA에서 개발한 SLS Block1은 지구 저궤도 기준 95톤의 최고 수송 능력을 기록했으며, NASA에서는 향후 130톤까지 수송 기술을 개발할 예정이다. SPACE X의 Falcone Heavy는 64톤의 수송 능력을 가지고 있으며, 150톤으로 개발 중인 Starship이 완성되면 역대 최대 성능을 보일 것으로 전망된다.

우주산업 기업 동향

2000년대 초반, 미국의 우주 셔틀 프로그램이 점차 종료되면서, 정부는 기존 NASA와 국방부를 통해 결정하는 모델 대신 민간 기업들이 공공 부문 계약을 경쟁할 수 있도록 허용하기 시작했다. 예컨대, 우주 분야 공공 부문에서 사용되는 ‘일괄계약(비용 추가 계약)’ 방식과 달리, 상용궤도 운송 서비스 프로그램(Commercial Orbital Transportation Services. COTS)과 후속 프로그램부터 민간 기업에 ‘고정 가격 계약’ 방식을 부여했다.

이러한 변화로 Blue Origin, Sierra Space 및 SpaceX와 같은 로켓 발사 기업들의 성장이 촉발됐다. 민간 기업들은 지난 몇십 년 동안 마이크로전자 및 컴퓨팅의 발전을 활용해 위성(가장 일반적인 페이로드)을 더 작고 가볍고 강력하게 만들어 비용을 줄였다. 오늘날 SpaceX의 Falcon Heavy 위성 발사 비용은 2000년 이전의 비용의 8% 미만이다. SpaceX의 다음 모델인 Starship에 대한 예산은 수백만 달러 수준으로 예측되며, 150 메트릭 톤의 페이로드 용량을 갖추면 ㎏당 비용을 100달러 미만으로 낮출 수 있다.

벤처 자본도 우주 분야로 흘러들어와 2000년대 초반에는 10억 달러 미만이었던 것이 2021년에는 150억 달러 이상으로 증가했다. 100개 이상의 스타트업들이 더 작은 로켓을 개발해 특정 궤도 위치에 위성을 배치하고 소형 로켓 발사 요구사항을 가진 고객들을 위한 발사 서비스를 제공하고 있다. 비용이 저렴해지자 우주의 고유한 기회와 환경을 활용하는 혁신적인 기술개발의 진입장벽이 한층 낮아지고 있다.

우주산업 기업들은 우주 시스템을 우주로 보내는 비용을 획기적으로 줄이고, 우주 시스템을 우주에서 제조할 수 있는 기술 등을 활용해 관련 서비스를 제공하고 있다. 마이크로소프트는 이미 클라우드 네트워크를 우주로 확대했다. DHL은 우주로 화물 운반이 가능한 서비스를 개발했으며, Axiom Space는 생명공학 기업을 대상으로 우주에서 3D 프린팅 서비스를 제공하고 있다. 

우주 역량을 강화하고 신사업을 추진하기 위해 파트너십을 구축하는 사례도 늘고 있다. Caterpillar는 NASA와 협력하고, General Motors는 Lockheed Martin과 협력하고 있으며, T-Mobile은 SpaceX와 협력하고, Bristol Myers Squibb는 BioServe와 협력해 신사업을 추진하고 있다.

<우주 기술 활용 기업들의 신사업 사례＞

[자료: 기업별 홈페이지]

시사점

Blue Origin과 SpaceX를 통해 유료 승객을 우주로 운송하는 우주 관광에 대한 관심이 급속도로 늘고 있다. 향후 비용이 하락하고 운영에 필요한 기술 인프라가 궤도에 구축되면 관광 분야 외 다른 유형의 기업들도 기회를 탐색하기 시작할 것이다.

미국은 향후 더 많은 인공위성과 탐사선을 우주로 발사할 것으로 전망된다. 또한 우주 시스템을 우주로 보내는 비용을 획기적으로 줄이고, 우주 시스템을 우주에서 제조할 수 있는 기술 분야가 유망할 것으로 전망된다. 아울러 발사된 우주 시스템이 더 먼 우주까지 도달하고, 더 오랫동안, 고장 없이 주어진 미션을 수행하는 관련 기술도 발전할 것이다.

우주 산업 내 M&A 기회를 찾거나 이 같은 기회가 현실적으로 어렵다면 파트너와 협력하는 것도 방법이다. 우주에 새로운 기회를 찾기 위해 글로벌 기업들과 스타트업 간 파트너십을 적극 구축하고 있는 만큼 우리 기업들도 관심을 갖고 지켜볼 필요가 있다. 해외 정부의 우주 기관에서 제공하는 자금, 조직 및 기술적 자원을 활용하는 것도 고려해 볼 수 있다. 업계 관계자에 따르면 “NASA의 경우 10억 달러 중 약 90%는 벤처기업에 계약을 수여하거나 투자한 것으로 나타났다”라면서 “미국 NASA, 유럽 우주기구, 일본 항공우주연구기구, 인도 우주연구기구 등은 파트너나 파트너십의 중재자가 될 수 있다”라고 밝혔다.

자료: NASA, ISS, 우주산업 기업별 홈페이지, Citi Research, Harvard Business Review 등 KOTRA 시카고 무역관 자료 종합