New Space (우주/위성)와 위성 통신 분석

 지난 2023년 2월, 정부는 초소형위성체계 개발을 위한 회의를 주관했다. Space X를 필두로 하는 민간 우주 산업이 발달함에 따라서 위성 산업에 대한 산업계/투자업계의 많은 관심이 집중되고 있다. 과거에는 군사 목적이나 기상 관찰을 위한 정부 주도의 인공위성밖에 없었다면, 위성통신을 제공하거나 위성영상을 전달하는 방식으로 새로운 비즈니스 모델이 생겨나고 있다. 이번 글에서는 위성과 관련된 기술/투자에 대한 내용을 정리해보려 한다.

 위성의 종류를 나누는 기준은 크기 / 궤도 / 목적 등에 따라서 달라질 수 있다. 크기를 기준으로 보면, 초소형위성 / 소형, 중대형 위성으로 나눌 수 있는데, 초소형위성은 보통 100kg 이하의 위성을 말한다. 초소형위성은 비교적 경제성이 뛰어나고, 군집운용을 통해 해당 포인트에 재방문주기가 짧기 때문에 시간적인 면에서 볼 때, 정보의 수집에 있어서 유리한 측면이 있다. 개발 및 운용에 천문학적인 금액이 필요한 대형 위성과 비교했을 때, 초소형 위성이 스타트업 입장에서는 더 가능성 있는 사업이라는 생각도 든다. 초소형 인공위성을 개발하는 나라스페이스테크놀로지는 2022년 100억 원 규모의 시리즈 A 투자를 유치하기도 했다.

 이외에도 저궤도/정지궤도 위성 등의 분류가 있으며, 각각의 장단점이 있다. 정지궤도 위성은 지구의 자전 속도와 동일한 속도로 지구 주위를 공전하는 위성으로, 약 36,000km 고도에 위치하며, 지구에서 봤을 때, 항상 하늘의 같은 지점에 머물러 있는 것처럼 보인다. 이러한 특성으로 인해 정지궤도 위성은 통신, 기상 관측, 항법에 주로 사용된다. 저궤도 위성은 지구 표면에서 약 200~2,000km 떨어진 궤도를 도는 위성으로, 정지궤도 위성보다 고도가 낮기 때문에 지구 표면을 더 자세히 관찰할 수 있지만, 궤도를 유지하기 힘들다. 이러한 특성으로 인해 저궤도 위성은 지구 관측, 군사 감시, 재난 모니터링에 주로 사용된다. 정리하면, 정지궤도 위성이 더 안정적이고 높은 신뢰성을 제공하지만 보통 저궤도 위성보다 비싸다. 

 아직 민간 인공위성 생태계 구축의 초기이기 때문에, 뚜렷한 비즈니스 모델로 Break Even Point (BEP)를 넘긴 기업은 거의 보지 못했지만, 실제로 초소형 인공위성 군집운용에 도달하게 된다면, 다양한 서비스가 가능해질 수 있게 될 것이다. 가장 많이 언급되는 사례로는 위성에서 찍은 타 지역, 다른 나라의 사진을 제공하는 서비스가 있으며, 항공기나 도심항공교통 (UAM)에 위성통신 서비스를 제공할 수도 있다. 오지에 가더라도, 통신 서비스를 사용할 수 있게 되고, 하반기 출시 예정인 스타링크처럼 위성 통신 서비스를 제공받을 수도 있다. (국토가 좁고 통신 서비스가 성숙한 우리나라의 특성상 아직까지 이게 가능하다고?!라는 국내의 Use case는 보지 못했고, UAM 등 미래 산업이 육성되고, 해외로 비즈니스가 확장됨에 따라서 많은 사업기회가 생길 것으로 기대된다.) 그러면 이런 기회의 땅인 위성 사업에는 어떤 기술적인 이슈와 투자 기회가 있는 것일까?

 위성은 말 그대로 인류가 살지 않고, 정보가 제한된 우주라는 'harsh environment'로 Monitoring 시스템을 올려 보내는 과정이다. 따라서, 우리에게 익숙하지 않은 다양한 환경이 펼쳐진다. 온도나 기압이 바뀜에 따라서 조금의 오차로 인해 발사체가 불안정해지거나 폭발할 위험도 있다. 갖은 고난을 헤쳐나가서 궤도에 올라간다고 해도, 다른 위성이나 우주 쓰레기와 충돌할 위험도 있고, 위성에서 쏜 신호가 구름이나 대기에 막혀서 신호의 왜곡이 발생할 수도 있다. 지상에서는 걱정할 필요도 없고, 사고가 생긴다면 간단하게 교체하면 될 이슈임에도, 발사 비용 등을 고려하면 이런 문제들을 해결해야 제대로 된 서비스가 가능해질 것이다. 이를 극복하기 위해 모든 분야의 과학자, 엔지니어들이 연구에 집중하고 있다.

 항공우주나 기계항공을 연구한 전문가들은 발사체에 대해 연구를 거듭하고 있고, 전기전자를 연구하는 전문가들은 harsh한 환경에서의 전자부품 동작에 대한 연구를 포함하여 다양한 환경에서 안정적으로 시스템이 작동하기 위한 연구를 하고 있다. 3GPP 통신 생태계에서도 Non Terrestrial Network (NTN)이라는 이름으로 위성에 대한 표준화가 이루어지고 있으며, 물리학자/수학자들은 궤도에 대한 연구나 확률에 대한 계산을 하고 있다. 많은 전문가들이 자신의 자리에서 오차 없이 모든 연구를 수행할 때 인공위성 시대를 맞이할 수 있다.

 완전히 새로운 시장과 기술력들을 필요로 하기 때문에, 생태계 구성에 많은 기업들이 관여될 것으로 예상된다. 그 중에는 아마존 같은 큰 기업들도 있겠지만, 비교적 작은 규모의 업체들이나 스타트업들도 있다. 이노스페이스처럼 발사체를 생산하는 업체, 나라스페이스테크놀로지처럼 초소형 인공위성을 생산하는 업체, 인공위성용 통신 모듈을 생산하는 업체, 위성에서 받은 정보를 가공해서 제공하는 업체 등 다양한 업체들이 생기고 있다. 각 업체들 모두가 투자 기회일 수 있지만, 많은 초기 비용을 필요로 하고, 성공하기까지 뚜렷한 수익을 거의 기대하기 힘든 산업 특성상 극단적인 형태의 High-risk High-return 구조라고 생각한다. 따라서 이와 관련된 투자를 할 때는 대상 기업이 보유한 기술력 분석이 가장 중요하며, 어떤 식으로 비즈니스 모델을 세우고 있으며, 그때까지 버틸 현금 흐름이 확보될 것인가 등의 꼼꼼한 분석이 필요해 보인다.