국방우주 기술의 글로벌 경쟁력과 K스페이스 생태계 구축의 필요성

국내 방산업계는 K방산의 성공으로 세계적인 주목을 받았으나, 국방우주 기술은 여전히 세계 10위권에 그치고 있습니다. 발사체, 지상체, 위성체 등의 우주무기 체계 기술은 미국, 러시아, 중국, 프랑스, 일본 등 5강 국가들에 뒤처지고 있으며, 독일, 인도, 이탈리아, 이스라엘보다도 낮은 수준입니다. 이에 따라 우리나라는 국방우주 산업의 경쟁력을 강화하기 위한 전략적 접근이 시급합니다.

 

국방우주 기술 발전을 위한 과제

국방우주 기술 발전을 위해서는 몇 가지 주요 과제가 도출되고 있습니다. 첫째, 우주잔해물 포획을 위한 탑재체와 저궤도 전술위성 개발이 필요합니다. 우크라이나 전쟁에서 볼 수 있듯이 우주전 능력이 전쟁의 승패를 좌우할 수 있는 상황에서 이러한 기술 개발은 필수적입니다. 그러나 현재 국내 연구기관들 간의 협업 부족과 중복 연구 문제로 인해 비효율성이 존재하고 있습니다. 이를 해결하기 위해서는 연구 및 개발 과정에서의 투명성과 협업이 더욱 강조되어야 합니다.

 

1. 기술적 발전 과제

우주잔해물 포획 및 저궤도 전술위성 개발:
현재 우주에는 많은 잔해물이 떠다니고 있으며, 이는 우주 임무 수행에 위험 요소로 작용할 수 있습니다. 우크라이나-러시아 전쟁에서 드러났듯이 우주전에서 잔해물 제거 기술이 매우 중요합니다. 특히, 저궤도에서 전술적 군사 작전을 지원할 수 있는 전술위성군을 구축하는 것이 필수적입니다. 이는 군사적 정보 수집 및 통신을 보다 신속하고 안전하게 수행할 수 있는 중요한 기술적 기반이 됩니다. 또한, 이러한 위성을 통해 우주전에서의 승패를 좌우하는 요소들을 통제할 수 있는 기술적 우위를 확보할 수 있습니다.

우주궤도 기동 실험위성 개발:
우주 임무를 성공적으로 수행하기 위해서는 위성이 다양한 궤도에서 기동할 수 있는 능력을 갖춰야 합니다. 우주궤도 기동 실험위성은 특히 궤도 변경 및 복잡한 임무 수행 능력을 테스트하고 개선하는데 중요한 역할을 합니다. 이는 향후 위성군이 다양한 군사 및 정보 임무를 효과적으로 수행할 수 있도록 하는 핵심 기술로 발전될 수 있습니다.

재사용 가능한 우주 발사체 기술 개발:
재사용 가능한 발사체는 발사 비용을 크게 줄일 수 있는 잠재력을 가지고 있으며, 향후 우주 기술 발전에서 매우 중요한 기술적 과제 중 하나입니다. 이 기술은 기존 발사체 기술의 효율성을 높여 군사적 우주 작전의 빈도와 효과를 크게 증대시킬 수 있습니다. 이 기술을 통해 우주 기술의 경제성과 지속가능성을 확보할 수 있으며, 더 많은 군사적 임무를 지원할 수 있게 됩니다.

2. 제도적 개선 과제

효율적인 의사결정 체계 구축:
현재 국방우주 분야에서는 법 적용의 혼선과 절차 중복 문제로 인해 효율적인 의사결정이 어려운 상황입니다. 이를 해결하기 위해서는 의사결정 절차를 간소화하고, 연구개발 및 실험 평가에 대한 일관된 관리 체계가 필요합니다. 특히 위성 보험, 시험평가, 납품 절차 등의 관리 절차를 정비해, 의사결정 과정에서의 불필요한 지연을 줄여야 합니다.

민군 협력 강화:
민군 협력은 국방우주 기술 발전의 핵심 요소입니다. 정부와 군이 민간 기업과 협력하여 발사체 및 위성 개발, 시험 인프라의 공동 활용, 우주 데이터의 공동 사용 시스템 구축 등의 과제를 추진해야 합니다. 민간 기업이 새로운 기술을 시험할 수 있도록 정부는 나사의 발사 서비스 프로그램(LSP)과 같은 시스템을 도입해 기업의 수요를 창출하고, 국방우주 분야의 생태계를 활성화해야 합니다.

3. 협력 및 거버넌스 개선 과제

국제 협력 및 시장 개척:
국방우주 기술의 발전은 국내뿐 아니라 국제적인 협력이 필수적입니다. 주요 우주 강국들과의 협력을 강화하여, 우리나라가 우주 분야에서 더 많은 기회를 창출할 수 있도록 해야 합니다. 예를 들어, NATO, 미국 우주군, 일본 우주청 등과의 협력을 통해 기술 교류와 공동 개발을 추진할 수 있습니다. 또한, 틈새 시장을 개척하고, 경쟁력을 갖춘 기술로 해외 진출을 도모해야 합니다.

기업과 연구기관의 협력:
현재 많은 우주 기술 개발 과정에서 기업과 연구기관 간의 협력이 부족한 상황입니다. 이로 인해 중복된 연구가 발생하거나 중요한 연구가 효율적으로 진행되지 못하는 문제가 있습니다. 이를 해결하기 위해서는 정부가 협력 촉진을 위한 체계적인 거버넌스를 마련해야 합니다. 연구기관과 기업 간의 정보를 원활히 공유하고, 중복 연구를 최소화하며, 상호보완적인 연구 개발 체계를 구축하는 것이 중요합니다.

4. 효율성 증대 및 창의성 강화 과제

비효율성 제거:
국방우주 기술 개발 과정에서 비효율성을 제거하고, 중복 연구와 관리 체계를 개선하는 것이 필요합니다. 이는 창의성과 다양성을 살리면서도 효율성을 높이는 방향으로 나아가야 합니다. 예를 들어, 실험 평가 기준을 보다 유연하게 적용하고, 다양한 기관 간의 협업을 통해 불필요한 지연과 중복을 방지할 수 있습니다.

창의적 솔루션 탐색:
국방우주 기술 개발은 창의적이고 혁신적인 솔루션을 요구합니다. 우주 무기체계나 궤도 기동 실험위성, 우주잔해물 제거 기술 등에서 새로운 접근 방식과 아이디어를 탐색하고, 이를 바탕으로 기술적 우위를 선점할 수 있는 다양한 방법을 모색해야 합니다. 이를 위해 민간 기업의 기술력과 정부의 지원이 긴밀하게 연계되는 체계가 필요합니다.

정부와 기업 간 협력 강화

국방우주 산업의 발전을 위해 민간과 정부, 군이 협력하는 거버넌스 체계가 필요합니다. 현재 정부는 2025년 정찰위성 체계 구축을 목표로 하고 있으며, 중장기적으로는 위성 수명 연장과 재사용 가능한 우주 발사체 개발을 추진하고 있습니다. 이러한 목표 달성을 위해 민간 기업들의 참여와 협력이 중요합니다. 특히 정부는 국방 첨단 전문기업을 지정하고 벤처 육성 정책을 통해 민간 기업의 혁신을 지원해야 합니다.

김수종 이노스페이스 대표는 발사체 개발비의 대부분을 민간 투자를 통해 조달한 사례를 들며, 정부가 우주벤처의 경쟁력 강화를 위해 발사 서비스를 구매하는 등의 실질적인 지원을 요청했습니다. 또한 유영준 한화시스템 전무는 정부기관이 자체 위성 보유 정책에서 벗어나 기업이 위성 서비스를 제공하는 정책 전환이 필요하다고 강조했습니다.

 

1. 정부의 역할: 규제 완화와 지원 강화

규제 완화와 유연한 정책 시행:
정부는 국방우주 기술 개발에 필요한 규제를 완화하고 유연한 정책을 시행해야 합니다. 현재 국내에서는 우주기술 개발과 관련된 규제가 엄격하여 기업들이 신속한 혁신을 추진하는 데 장애가 될 수 있습니다. 이러한 규제를 완화하고, 신기술 도입에 대한 정책적 유연성을 제공함으로써 기업들이 보다 빠르게 혁신적인 솔루션을 개발할 수 있도록 지원해야 합니다. 이를 위해서는 법적 절차 간소화, 신기술 검증을 위한 시험 인프라 제공 등이 필요합니다.

재정적 지원과 인프라 제공:
우주산업은 막대한 자본이 필요한 분야입니다. 특히 신생 벤처기업들이 혁신적인 기술을 개발하고 시장에 진입하기 위해서는 정부의 재정적 지원이 필수적입니다. 정부는 발사체나 위성 개발에 필요한 초기 자금을 제공하거나, 핵심 기술을 테스트할 수 있는 시험 설비를 제공하는 방식으로 기업을 지원해야 합니다. 이노스페이스의 예처럼, 민간 기업이 자체 투자로 기술을 개발하고 성공적으로 시장에 진입할 수 있도록 초기 발사 서비스를 구매하는 등 정부가 마중물 역할을 하는 것이 중요합니다.

발사 서비스 구매를 통한 기업 육성:
정부가 민간 우주기업으로부터 발사 서비스를 구매하는 것은 기업 육성을 위한 실질적인 지원 방법입니다. 이 방식은 정부가 초기 시장을 형성해줌으로써 기업들이 안정적인 수익을 확보하고, 이를 기반으로 기술 개발과 확장을 지속할 수 있게 합니다. 또한, 이러한 발사 서비스는 국내에서 자체적으로 해결할 수 있는 우주 수요를 충족시킴으로써 해외 의존도를 낮출 수 있습니다.

2. 기업의 역할: 혁신과 상업성 강화

혁신적인 기술 개발:
민간 기업은 혁신적인 기술 개발을 통해 우주 산업의 성장을 주도할 수 있습니다. 정부의 지원을 받아 초기 기술 개발을 진행한 후, 시장의 요구에 맞는 제품과 서비스를 개발하고 상업화하는 역할을 해야 합니다. 발사체, 위성, 그리고 다양한 우주 기반 서비스에서 기업들은 보다 효율적이고 비용 절감 가능한 솔루션을 제시하는 것이 중요합니다. 이러한 기술적 혁신은 국내뿐만 아니라 해외 시장에서도 경쟁력을 갖추는 데 기여할 수 있습니다.

상업성 강화와 글로벌 진출:
기업은 우주 기술의 상업성을 강화하여 글로벌 시장에 진출할 수 있어야 합니다. 특히 정부의 지원을 통해 개발된 기술을 바탕으로 국제 시장에서 경쟁력을 확보해야 합니다. 이를 위해 우주 기술의 다양한 응용 분야에서 상업적 솔루션을 모색하고, 해외 기업들과 협력해 기술 이전 또는 공동 개발을 추진할 수 있습니다. 예를 들어, 한화시스템이 제안한 것처럼 국내 위성 서비스가 해외에서 저비용으로 제공될 수 있도록 국제 협력을 강화하는 방안이 있습니다.

3. 민군 협력의 확대

민군 발사체 및 시험설비 공동 활용:
민군 협력의 핵심은 발사체와 시험설비를 공동으로 활용하는 것입니다. 군사적 목적으로 사용되는 기술과 인프라를 민간 기업이 공유함으로써 양측 모두가 효율성을 높일 수 있습니다. 예를 들어, 민간 기업은 군이 보유한 발사장을 활용하거나, 군이 운영하는 시험설비에서 새로운 기술을 테스트할 수 있습니다. 이는 초기 개발 비용을 절감하고, 기업들이 우주 기술을 보다 빠르게 상용화할 수 있는 환경을 조성합니다.

해외 및 해상 발사장 공동 추진:
우주 기술의 특성상 발사장이 필요한데, 이를 위해 민군 협력이 필요합니다. 한화에어로스페이스가 제안한 것처럼 민간과 군이 함께 해외나 해상 발사장을 추진함으로써, 보다 다양한 발사 옵션을 확보할 수 있습니다. 이를 통해 발사체 개발 및 발사 횟수를 증가시키고, 우주 경쟁력을 강화할 수 있습니다. 특히 정부는 민간이 쉽게 접근할 수 있는 해외 발사장 인프라를 구축함으로써 국내 기업의 해외 시장 진출을 도울 수 있습니다.

4. 시장 수요 창출과 신속한 대응

국방우주 서비스 수요 창출:
정부는 우주 기술을 필요로 하는 다양한 국방 및 민간 수요를 창출해야 합니다. NASA의 발사서비스프로그램(LSP)처럼 정부가 민간 기업에게 수요를 제공함으로써 기업들이 기술을 상업화하고 안정적인 매출 기반을 마련할 수 있도록 해야 합니다. 이는 기업들이 연구 개발에서 상업화 단계로 넘어갈 수 있는 촉매 역할을 할 것입니다. 예를 들어, 정찰위성, 통신위성, 저궤도 위성 등의 수요를 창출하여 민간 기업이 관련 기술을 제공할 수 있도록 유도하는 방식이 있습니다.

우주 데이터 공동 활용 시스템 구축:
우주 기술에서 중요한 자원 중 하나는 데이터입니다. 정부와 민간 기업이 협력하여 우주 데이터를 공동으로 활용할 수 있는 시스템을 구축해야 합니다. 예를 들어, 통신위성에서 수집한 데이터를 군사 및 민간 분야 모두에서 활용할 수 있도록 데이터 공유 플랫폼을 마련하는 것입니다. 이는 데이터를 효율적으로 사용함으로써 국방우주 산업의 생산성을 높이고, 데이터 활용의 범위를 넓히는 데 기여할 것입니다.

 

미래를 대비한 기술 개발 방향

국방우주 기술은 단순히 하드웨어 개발에 그치지 않고 소프트웨어와 데이터 기반 서비스의 활성화가 필요합니다. 정규헌 방사청 우주지휘통신사업부장은 현재 우주 관련 개발 과제 중 국방우주 분야가 차지하는 비중이 10.7%로 여전히 낮은 수준임을 지적하며, 향후 연구 개발 투자 확대가 필요함을 강조했습니다.

 

또한 김장헌 국방기술품질원 첨단미래기술센터장은 우주 부품 개발 사업에서 위험 관리와 비용 절감에 중점을 두고, 정부와 민간, 군이 협력하여 우주 부품 양산 및 조달 혁신을 이뤄야 한다고 주장했습니다. 특히 미국 항공우주국(NASA)의 발사서비스프로그램(LSP)과 유사한 방식으로 기업이 새로운 수요를 창출할 수 있는 시스템 구축이 필요합니다.

 

1. 전자광학 우주감시 체계

위성 및 우주 물체 감시 기술:
전자광학 우주감시 체계는 지구 저궤도와 그 너머에서 작전하는 위성 및 우주 물체를 추적하고 감시하는 기술입니다. 이는 우주 작전 환경에서 적대적 위성을 감시하고, 국방 우주 자산을 보호하는 중요한 기술로, 미래의 우주 전장에서 필수적입니다. 특히, 적의 위성 공격이나 군사적 위협을 사전에 감지하고 대응할 수 있는 시스템이 필요합니다. 이를 위해 정밀한 탐지 센서와 실시간 감시 네트워크를 구축하고, 우주 내 다양한 물체의 위치와 움직임을 파악할 수 있는 AI 기반 분석 시스템이 필요합니다.

정찰 및 감시 위성의 성능 향상:
정찰 위성은 군사적 정보 수집에 중요한 역할을 합니다. 미래에는 더 높은 해상도와 더 빠른 데이터 전송 속도를 갖춘 정찰 위성을 개발해야 합니다. 이러한 위성은 군사적 작전 상황에서 실시간으로 적의 움직임을 파악하고, 지휘 체계에 필요한 데이터를 제공하는 핵심 자산이 될 것입니다. 이를 위해 위성의 탑재체 성능을 향상시키고, 데이터 처리 능력을 강화하는 것이 필요합니다.

2. 우주잔해물 제거 기술

우주 쓰레기 문제 해결을 위한 기술 개발:
현재 우주 공간에는 수많은 우주 잔해물이 떠다니고 있으며, 이는 다른 우주 장비와의 충돌 위험을 증가시킵니다. 미래를 대비해 우주 공간에서 작전을 수행하려면 우주 쓰레기를 제거할 수 있는 기술 개발이 시급합니다. 이러한 기술로는 로봇팔을 이용한 포획 시스템, 전개형 구조물, 레이저 제거 시스템 등이 있으며, 이들은 우주 작전 환경에서의 안전성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 특히, 국방 목적으로 사용되는 위성이나 우주 자산을 보호하기 위한 능동적 쓰레기 제거 기술이 요구됩니다.

우주 쓰레기 제거 우주비행체:
우주 쓰레기를 제거하는 전용 우주비행체를 개발하는 것도 중요한 방향입니다. 이러한 비행체는 특정 궤도에서 쓰레기를 수집하고 처리하여 우주 작전의 안전성을 보장할 수 있습니다. 미래에는 다회용 우주비행체가 개발되어, 여러 번의 우주 쓰레기 제거 임무를 수행할 수 있게 될 것입니다. 이로써 위성 간 충돌 사고를 예방하고, 우주 환경을 보다 안전하게 만들 수 있습니다.

3. 재사용 가능한 우주 발사체

비용 절감과 지속 가능성을 위한 재사용 발사체 개발:
미래의 우주 작전에서 중요한 과제 중 하나는 비용 절감입니다. 재사용 가능한 우주 발사체는 한 번의 발사 후 폐기되는 기존 발사체와 달리, 여러 번 사용할 수 있어 비용 절감 효과가 매우 큽니다. 스페이스X의 "팔콘 9"과 같은 재사용 가능한 발사체는 이미 상용화 단계에 접어들었으며, 국방 우주 분야에서도 이러한 기술이 점차 확대될 것으로 예상됩니다. 이를 위해 발사체의 내구성을 높이고, 신속한 회수와 재사용이 가능하도록 기술 개발이 필요합니다.

다중 임무 수행 가능한 발사체 개발:
재사용 가능한 발사체는 단순한 발사 기능을 넘어서 다중 임무를 수행할 수 있어야 합니다. 예를 들어, 다수의 위성을 한번에 발사하거나, 임무 수행 후 지구로 귀환하여 새로운 임무를 수행할 수 있는 능력을 갖춰야 합니다. 이는 국방 우주 자산의 유연성을 높이고, 다양한 작전 요구에 신속하게 대응할 수 있도록 해줍니다. 미래에는 더욱 효율적이고 경제적인 발사체 개발이 국방 우주 기술의 중요한 발전 방향 중 하나가 될 것입니다.

4. 위성 수명 연장용 우주비행체

위성 유지보수 및 수명 연장 기술:
현재 많은 위성은 궤도에 올려진 후 고장이 발생하거나 수명이 다 되면 그대로 폐기됩니다. 미래의 우주 기술 개발 방향 중 하나는 이러한 위성의 수명을 연장하고, 고장 발생 시 수리할 수 있는 우주비행체를 개발하는 것입니다. 이 기술은 고가의 위성 자산을 오랫동안 유지하고, 궤도에서의 임무 지속성을 보장할 수 있습니다. 위성 수리 및 연료 재보급, 기술적 업그레이드 등을 수행할 수 있는 우주비행체가 개발되면, 국방 우주 자산의 가치를 극대화할 수 있습니다.

로봇 및 자동화 기술의 도입:
위성 수명 연장과 유지보수에는 로봇과 자동화 기술이 필수적입니다. 우주 공간에서 사람의 개입 없이 자동으로 위성을 수리하고 업그레이드할 수 있는 로봇 시스템은 미래의 핵심 기술로 부상할 것입니다. 이러한 로봇은 단순히 기계적 수리를 넘어서, 인공지능(AI)을 활용한 자율적 판단을 통해 복잡한 임무를 수행할 수 있을 것입니다. 이 기술이 발전하면, 위성의 수명을 극대화하고, 국방 우주 자산의 안정적인 운영을 보장할 수 있습니다.

5. 차세대 위성항법 체계 개발

고정밀 위성항법 시스템:
GPS와 같은 위성항법 시스템은 군사 작전에서 필수적인 요소입니다. 미래에는 더 높은 정확도를 가진 위성항법 시스템이 요구될 것입니다. 예를 들어, 지형지물의 변화를 실시간으로 반영하는 정밀한 항법 데이터 제공, 전자전 공격에 강한 내구성 있는 항법 시스템 개발 등이 이에 해당됩니다. 이러한 차세대 위성항법 체계는 군사적 효율성을 높이고, 다양한 작전 환경에서의 생존성을 보장합니다.

AI 기반 항법 기술:
인공지능(AI)을 활용한 항법 기술은 미래의 주요 발전 방향 중 하나입니다. AI는 위성 데이터와 지상 데이터를 실시간으로 분석하여 보다 정밀한 항법 정보를 제공할 수 있습니다. 이는 특히 전자전 상황에서 GPS 재밍(전파 방해)에 대응할 수 있는 중요한 기술입니다. AI 기반 위성항법 시스템은 적의 전자전 공격에 대비해 자율적으로 최적 경로를 설정하고, 항법 기능을 복원할 수 있는 능력을 갖출 것입니다.

 

 

결론

K방산의 성공에 이어 K스페이스 생태계를 구축하기 위해서는 국방우주 산업의 전반적인 혁신이 필요합니다. 민군 협력 및 국제 협력을 통해 우주 기술 개발을 가속화하고, 우주 무기 체계 및 서비스의 경쟁력을 강화해야 합니다. 또한 정부의 실질적인 지원과 민간 기업의 혁신이 결합될 때, 우리나라는 글로벌 우주 강국으로 도약할 수 있을 것입니다.

 

우리가 지금 당장 해야 할 일은 다양한 분야에서 연구 개발을 지원하고, 우주 산업의 발전을 위해 제도적, 기술적 뒷받침을 더욱 강화하는 것입니다. 우주전이 미래의 전쟁 양상을 바꾸고 있는 지금, 우리의 선택과 준비가 국가의 미래를 결정짓게 될 것입니다. K스페이스 생태계를 위한 노력이 결실을 맺기를 기대합니다.