우주산업 그리고 한국의 우주 산업

우주산업 시장전망

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• 우주산업은 발사체, 인공위성, 지상국 등 하드웨어 인프라와 항법장비등의 제품, 위성서비스 및 소프트웨어가 어우러진 막대한 부가가치를 지닌산업
• 현재까지 총 6,000여기 발사체와 12,000여대 인공위성이 성공적으로 발사 완료되었으며, 인공위성 운용 국가는 80여개국
• 2020년 글로벌 우주산업 규모는 4,470억 달러 수준. 코로나19 이후 재택 증가 및 비대면 근무 확대에 따른 통신위성 수요가 시장 성장을 견인
• 2040년 글로벌 우주산업은 1.1조 달러 규모로 성장이 예상

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주요 로켓별 kg당 발사비용

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• 저궤도 위성의 경우 원활한 서비스 제공을 위해선 최소 500여개의 소형 군집위성이 필요
• 지속적인 발사가 필수이며, 저궤도 위성의 성공요인은 결국 비용문제로 귀결 될 수밖에 없는 구조
• SpaceX 재사용 로켓 등장으로 발사 비용이 기존 kg당 10,000달러 수준에서 Falcon9 2,600달러, Falcon Heavy 1,500달러 수준으로 감소

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국가별 우주 투자 중 민간 비중

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• 미국의 경우 우주산업 투자 중 민간 비중이 49%를 차지
• 서방국가와 중국/러시아간 패권 구도가 우주 공간으로 그대로 이어지며 경쟁의 장으로 변모하고 있음
• 우주 패권전쟁이 새로운 투자기회로 이어지면서 발사체, 저궤도 위성통신, 위성서비스 등 다양한 민간기업 중심의 혁신 가속화를 예상
• 미국 중심의 우주질서 재편과 기업 수혜 여부에 지속적인 주목 필요

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우주 패권 전쟁 속 뉴스페이스 시대 가속화

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우주 패권 시대에서 발사체, 저궤도 위성통신, 위성서비스 등 다양한 민간기업 중심의 혁신 가속화를 예상하며, 미국 중심의 우주질서 재편과 국내 기업 수혜 여부에 주목한다.

본래 우주라는 공간은 인류애적 관점에서 전세계의 국제협력이 굳건하게 유지되어온 공간이다. 대표적인 예가 국제우주정거장 (ISS)으로 1998년부터 15개의 국가가 우주탐사를 목적으로 꾸준히 협력해왔다.

나비효과의 시작은 서방국가들의 대러시아 경제제재로부터 비롯된다. 러시아는 경제제재에 대한 대응카드로 ISS로부터 철수를 발표했고, 러시아산 소유즈 로켓을 통한 발사 일정을 취소했다. 깨지는 국제 우주협력은 결국 자국의 인프라 확대로 이어진다. 그 중심에서 민간주도의 우주개발을 뜻하는 ‘뉴스페이스’시대가 더욱 가속화될 것으로 판단한다.

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전쟁 속에서 다양한 민간 우주서비스의 가능성을 확인

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스페이스X가 제공하는 위성인터넷 서비스 ‘스타링크’는 우크라이나 정부의 요청을 받아들여 현지에서 위성통신 서비스를 제공했다. 러시아의 공격으로 우크라이나 내 통신 인프라가 파괴되자 대안으로 저궤도 위성통신이 부각된 것이다. 통신 인프라가 충분하지 않은 지역에서도 저궤도 위성통신을 통해 원활한 인터넷 접속이 가능하다는 것을 전세계 사람들이 체감할 수 있었던 순간이었다.

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※ 스페이스X는 미국 국제개발처와 함께 우크라이나에 5,000대 스타링크 단말기를 공급

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1) 저궤도 위성통신과 발사체

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저궤도 위성은 미래 초연결 시대의 핵심 인프라

• 저궤도 위성통신은 말그대로 낮은 고도에 있는 위성에 기반한 통신 서비스를 의미한다.
• 지표면에서 30,000km 이상 먼 거리에 위치한 정지궤도 위성과는 달리 지상과의 거리가 짧아 더 빠른 속도로 통신 서비스를 제공할 수 있다
• 낮은 고도에서 지구를 둘러싸는 군집위성으로 인해 기존 통신 인프라가 없는 지역에서도 동일한 품질의 통신 서비스를 제공할 수 있다.
• 지역에 구애를 받지 않는다는 점에서 저궤도 위성통신은 드론, 자율주행차, UAM 등 미래 초연결 시대의 핵심 인프라로 자리잡을 가능성이 높다

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스페이스X를 필두로 미국 중심의 저궤도 위성 패권 주도

• 저궤도 위성통신의 패권은 현재 미국이 주도하고 있다. 미연방통신위원회 (FCC)로부터 저궤도 위성통신망 구축 허가를 받은 스페이스X, 아마존, 보잉 (미국), 원웹 (영국), 텔레셋 (캐나다) 등의 민간 기업이 치열한 경쟁을 벌이고 있다
• 미국이 주도하는 헤게모니 속에서 중국은 국영기업 중국항천과기집단 (CASC)에서 2025년까지 320개 위성 발사, 중국위성네트워크그룹 (CSNG) 설립을 통해 12,992개의 소형 군집위성 발사 계획을 발표했다.

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미국이 단연 앞서있으나 중국의 우주굴기 속도 가속화

• 지구 전 영역에서 원활한 저궤도 위성통신 서비스를 제공하려면 최소 500여개의 소형 군집위성이 필요하다
• 이는 한번의 발사로 그치는 것이 아니라 지속적으로 위성을 쏘아올려야만 한다. 결국 저궤도 위성의 성공요인은 비용으로 귀결될 수밖에 없다.
• 스페이스X의 팔콘 해비의 경우 회당 발사 비용은 약 9,500만 달러 (1,100억원) 수준으로 1kg당 1,500달러 수준이다.
• 현재 스페이스X가 개발하고 있는 사상 최대 로켓우주선 스타십이 상용화될 경우 궁극적으로 1kg당 200달러 수준으로 회당 발사 비용이 감소할 것으로 예상된다.
• 발사체의 기술력과 비용 측면에서 미국이 단연 앞서있지만 중국이 우주굴기의 속도를 내면서 대규모 투자가 진행되고 있다.

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스타링크는 2,200여대 위성 발사를 통해 목표 대비 51% 달성. 원웹은 428기 발사 완료로 66% 달성

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스타링크 수익모델

• 스페이스X의 저궤도 위성통신 프로젝트 ‘스타링크’는 현재 32개국에서 사용할 수 있다. 주로 북미와 유럽, 호주 등에서 서비스를 제공하며, 나머지 지역들은 2023년에 서비스가 출시될 예정이다
• 일론 머스크에 따르면 스타링크의 가입자 수는 25만명으로 추정된다. 현재 공개된 자료들로 추정해 봤을 때 월 사용료 100달러 기준 연간 매출액은 300만 달러 수준으로 파악된다.
• 위성 1대당 소요되는 비용은 30만달러로 추정되며 현재 2,400개 위성 발사에 소요된 비용은 총 7억 2,150만 달러 수준이다.
• 2024년 목표 발사위성 4,425대를 위해서 추가로 600만달러의 비용이 더 투입된다
• 단순하게 생각해서 현재 가입자 수 유지만 하더라도 4.5년 뒤에는 투자비용 회수 및 자체 이익 창출이 가능한 구조다. 향후 서비스 제공 국가 확대에 따른 가입자 수 증가 (Q↑)와 대형로켓을 통한 발사비용 감소 (C↓)가 맞물려 유리한 수익구조가 형성될 것으로 예상한다.

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2) 우주정거장 및 우주탐사 프로젝트

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중국, 올해 독자적인 우주정거장 완공 목표

국제우주정거장 (ISS) 내 러시아의 협력이 중단된 상태에서 중국의 우주굴기 가속화에 주목한다. 중국은 올해 말까지 독자 우주정거장 텐궁 완공을 목표로 하고 있으며, 6월 6일 유인우주선 선저우 14호 발사를 성공적으로 완료했다. 올해 텐궁이 완공된다면 중국은 전세계에서 유일하게 독자적인 우주정거장을 운영하는 국가가 된다.

2019년 미국 우주군 사령부 (USSC) 보고서에 따르면 중국의 공격적인 우주 투자는 자국 산업 발전 뿐만 아니라 외교적 영향력 강화에 있음을 시사했다. 이에 NASA는 2024년 퇴역 예정이었던 국제우주정거장을 2030년까지 연장해 중국의 독점적 지위를 내어주지 않으려 하고 있다.

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민간 우주정거장 추진

NASA는 2030년 국제우주정거장을 민간 우주정거장으로 교체할 계획으로 블루오리진, 노스럽 그루먼, 나노렉스를 초기 사업자로 선정했다.

국제우주정거장 운영에 소요되는 비용 (연간 4조원)이 민간에 대체될 경우 1/3 수준으로 절감될 것으로 예상된다.

액시엄 스페이스는 현재까지 약 7.2억 달러 투자를 받아 자체 민간 우주정거장 건설을 추진하고 있다. 2024년부터 우주인 거주 공간 및 연구 모듈 발사, 2027년 ISS와 맞먹는 수준의 우주정거장 운영이 가능할 것으로 예상되고 있다.

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우주자원 선점을 위한 경쟁 심화

올해를 기점으로 전세계가 우주 자원에 대한 상업적 이용 연구 확대와 우주 영토개척에 대한 투자가 더욱 가속화될 것으로 예상한다. 우주정거장에서의 패권다툼 뿐만 아니라 달자원 선점을 위한 탐사 및 개발활동에서도 경쟁이 심화되고 있다. 미국은 1969년 아폴로 11호 이후 50여년만에 유인 달착륙 프로그램 ‘아르테미스’ 프로젝트를 추진 중이며, 중국 또한 2020년 달탐사선 창어 5호 이후 창어 6호 발사를 추진 중이다

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미국과 중국·러시아간 대결 구도 속 민간기업 수혜 가능성 주목

달은 화성을 비롯한 심우주 탐사의 중간 지점으로 여겨지며, 헬륨3와 희토류 등 희귀자원이 대량 매장되어 있는 것으로 추정된다. 특히 헬륨3는 인류가 수백년간 사용가능한 100만톤 수준의 양이 매장되어 있는 것으로 알려져 있다. 자원 선점을 위해 미국을 중심으로 한 아르테미스 프로젝트가 추진중이며, 중국은 독자적 우주개발 및 러시아와 협력을 강화하고 있다. 우주 자원 선점을 위한 경쟁이 심화되면서 미국과 중국, 러시아의 대결 구도가 더욱 선명해질 것으로 예상한다. 그 중심에서 아르테미스 프로젝트에 참여하는 보잉, 아리안스페이스, 록히드마틴, 에어버스, 도요타 등 민간 기업의 수혜 가능성에 주목할 필요가 있다.

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한국의 우주산업과 투자 아이디어

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우주산업에서 한미 협력기회 증가할 것

• 전 세계 우주 시장에서 한국 시장의 비중은 약 3% 수준에 불과하며, 한국과학기술평가원에 따르면 한국의 기술력은 미국의 60% 수준인 것으로 파악된다
• 다만 한국은 독자 우주발사체와 위성 개발에 초점을 맞춰 꾸준히 우주개발을 추진해왔으며, 6월 15일 누리호 2차발사가 성공한다면 세계에서 7번째로 발사체를 보유한 국가가 된다
• 또한 이번 한미정상회담에서 양 국 정상은 우주 협력 전 분야에 걸쳐 한미 동맹 강화를 약속했다

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2022년은 한국 우주 개발의 원년으로 기록

• 한국과 미국의 첫 물리적 협력은 8월에 발사되는 달탐사선 ‘다누리’로 시작된다. 다누리는 스페이스X 팔콘9 발사체를 통해 발사되며, NASA와 협력을 통해 정해진 궤도를 항행하게 된다.
• 이렇듯 국내 우주산업은 시작단계이지만 미국과 협력 증가를 기회삼아 실질적인 수혜를 입을 가능성이 더욱 확대되었다
• 항공우주청 설립 구체화와 함께 발사체, 위성, 우주탐사 3대 분야에서 2022년은 한국 우주개발의 원년으로 기록될 것으로 예상한다.

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미국 민간기업과 해외 고객사를 확보한 국내 우주기업에 지속적인 주목 필요

• 발사체와 저궤도 위성 사업의 수직계열화를 달성한 스페이스X를 비롯해 지구관측, 우주관광 등 다양한 유관 산업분야에서 투자 확대 및 선점을 위한 기술경쟁이 치열해질 것으로 예상한다
• 대표적으로 록히드마틴, 막서 테크놀로지, 이리디움 커뮤니케이션, 버진 갤럭틱 등이 있다
• 국내 기업 중에서는 유일하게 수직 계열화를 달성한 한화그룹을 필두로 해외 고객사를 확보한 스페이스 헤리티지 기업의 수혜 여부에 주목한다. 대표적으로 한화에어로스페이스, 인텔리안테크, 쎄트렉아이, 제노코 등이다.

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