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[IT뉴스][사이언스샷] 우주 급유 시대 열리나, 사업권 두고 기업들 경쟁 가열

온카뱅크관리자

2024-04-02 08:11:46

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 미 우주군, 우주 급유 위성 개발 지원 폐위성 수거 업체도 급유 기술 개발 주유캡 표준화두고 기업 경쟁 치열 
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 <img alt="미국 사우스웨스트연구소(SwRI)과 애스트로스케일이 미 우주군의 지원을 받아 개발할 우주 급유 시험 우주선 APS-R 상상도./Astroscale" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202404/02/chosunbiz/20240402081151215bxic.jpg" data-org-width="2025" dmcf-mid="FcHLkSOJpY" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202404/02/chosunbiz/20240402081151215bxic.jpg" width="658">
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 미국 사우스웨스트연구소(SwRI)과 애스트로스케일이 미 우주군의 지원을 받아 개발할 우주 급유 시험 우주선 APS-R 상상도./Astroscale
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 수명이 끝난 인공위성은 우주 쓰레기가 된다. 엄청난 속도로 우주 궤도를 떠돌다 멀쩡한 다른 위성과 충돌할 수 있다. 한 번 충돌 사고는 우주 쓰레기인 수많은 파편을 만들어 또 다른 연쇄 충돌 사고로 이어진다.
 미국 우주군이 우주 충돌 사고와 우주 쓰레기를 막을 대안을 마련했다. 전투기가 공중 급유를 받듯 연료가 바닥난 인공위성도 우주 급유를 받도록 하자는 것이다. 위성 수명이 연장되면 우주 쓰레기도 자연 줄어든다.
 ◇우주 급유 시험 위성, 2026년 발사 목표
 미국 연구개발 기업인 사우스웨스트연구소((SwRI)는 지난 1일(현지 시각) 일본 애스트로스케일(Astroscale)과 함께 미국 우주군으로부터 2550만달러(345억원)를 지원받아 우주 공간에서 인공위성에게 연료를 공급할 위성을 개발한다고 밝혔다. 애스트로스케일은 우주 궤도 잔해를 수거하는 기업이다. 개발비는 미국 우주군이 지원한다.
 두 회사가 개발할 위성의 이름은 ‘애스트로스케일 재급유 서비스 시제품(Astroscale Prototype Servicer for Refueling, APS-R)’이다. 지구 정지궤도에서 위성에게 연료를 공급하는 임무를 띠고 있다. 지구 상공 3만6000㎞ 이상에서 위성이 지구 자전속도와 같이 선회하면 마치 늘 한 곳에 정지한 채 떠 있는 것과 같다. 특정 지역에만 서비스를 제공하는 통신위성들이 이런 정지궤도에 있다.
 APS-R은 지구의 자전주기에 맞춰 원형 궤도를 돌 예정이다. 사우스웨스트연구소는 주유소 역할을 할 정거장과 유조차가 될 셔틀 위성으로 우주 급유 시스템을 구성하겠다고 밝혔다. 연료 정거장과 연료가 떨어진 위성 사이를 셔틀이 오가며 하이드라진 연료를 재충전하는 방식이다.
 사우스웨스트연구소는 앞으로 16개월 동안 APS-R을 개발하겠다고 밝혔다. 우주 급유 셔틀은 크기가 61×71×114㎝이며, 무게는 연료까지 포함해 198㎏이다. 연구소는 2026년까지 발사 준비가 완료된 APS-R을 우주군에 인도할 예정이라고 밝혔다.
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 <img alt="오비트 팹의 우주 급유 서비스 개념도. 지구 저궤도와 정지궤도(GEO), 달 궤도에서 연료 정거장(Depot)과 수명이 다한 인공위성 사이를 연료 셔틀이 오가며 연료를 재충전한다./Orbit Fab" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202404/02/chosunbiz/20240402081156520inmu.jpg" data-org-width="2500" dmcf-mid="0M6YF9zT3y" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202404/02/chosunbiz/20240402081156520inmu.jpg" width="658">
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 오비트 팹의 우주 급유 서비스 개념도. 지구 저궤도와 정지궤도(GEO), 달 궤도에서 연료 정거장(Depot)과 수명이 다한 인공위성 사이를 연료 셔틀이 오가며 연료를 재충전한다./Orbit Fab
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 ◇오비트 팹은 주유캡 표준화로 고객 확대
 미국과 영국은 우주 쓰레기 문제를 해결하기 위해 다양한 방법을 개발했다. 대표적인 방법이 애스트로스케일처럼 우주 공간에서 임무를 다한 위성을 붙잡아 지구 궤도로 끌고 가는 것이다. 그러면 위성이 대기와 마찰로 불타 사라진다. 최근 개발된 우주 급유는 위성을 폐기하는 대신 연료를 재충전해 수명을 연장하는 방식이다.
 미국의 오비트 팹(Orbit Fab)도 우주군을 지원을 받아 우주 급유 기술을 개발하고 있다. 이 회사는 2025년까지 우주 급유 서비스를 제공하겠다고 밝혔다. 오비트 팹의 우주 급유 시스템도 사우스웨스트연구소와 비슷하다. 연료 저장소와 고객 위성 사이를 연료 셔틀이 오가는 방식이다.
 오비트 팹의 핵심 기술은 급유 인터페이스 ‘신속 부착 액체 연료 전달 인터페이스(Rapid Attachable Fluid Transfer Interface, RAFTI)이다. 자동차에 휘발유를 넣으려면 주유기가 주유캡과 맞아야 한다. 오비트 팹의 RAFTI는 연료 셔틀과 인공위성을 연결하는 주유 캡과 같다.
 위성마다 주유캡이 다르면 그만큼 우주 급유 업체의 고객도 줄어든다. 오비트 팹은 잠재 고객을 확장하기 위해 2021년 RAFTI 기술을 누구나 쓸 수 있게 공개했다. 이미 상용 위성 100기 이상에 이 기술이 적용됐다.
 이와 함께 임무를 다한 위성과 결합하기 위해 우주 쓰레기 포획 업체인 클리어스페이스(ClearSpace)와도 손을 잡았다. 이 회사는 문어가 다리로 먹잇감을 감싸듯 촉수 4개로 우주 쓰레기를 붙잡는 방법을 개발하고 있다. 클리어스페이스는 2019년 유럽우주국(ESA)의 우주 쓰레기 기술 지원 업체로 선정됐다.
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 <img alt="우주 급유 시장을 선점하기 위해 기업들이 치열할 경쟁을 벌이고 있다. 그림 상단부는 미국 방산업체인 노스럽 그루먼의 우주 급유 정거장이고, 아래는 오비트 팹과 클리어스페이스의 우주 급유 위성이다./Northrop Grumman, ClearSpace, Orbit Fab" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202404/02/chosunbiz/20240402081203716xpqa.jpg" data-org-width="3000" dmcf-mid="pAp2xNnb7T" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202404/02/chosunbiz/20240402081203716xpqa.jpg" width="658">
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 우주 급유 시장을 선점하기 위해 기업들이 치열할 경쟁을 벌이고 있다. 그림 상단부는 미국 방산업체인 노스럽 그루먼의 우주 급유 정거장이고, 아래는 오비트 팹과 클리어스페이스의 우주 급유 위성이다./Northrop Grumman, ClearSpace, Orbit Fab
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 ◇NASA, 방산업체도 우주 급유에 뛰어들어
 미 항공우주국(NASA·나사)도 우주 급유 위성인 OSAM-1을 개발하고 있다. 이름은 ‘궤도상 서비스, 조립 및 제조 1′이란 뜻이다. 나사의 OSAM-1 위성은 우주 급유를 염두에 두고 개발되지 않았던 위성까지 급유할 계획이다. 오비트 팹이 서비스하지 못하는 위성까지 수명을 연장하겠다는 것이다.
 대표적인 예가 1999년에 발사된 지구 관측 위성인 랜드샛(Landsat) 7호이다. 나사는 랜드샛 7호에 OSAM-1을 결합시켜 우주 급유 기능을 시연할 계획이다. 원래 2026년 OSAM-1을 발사될 예정이었지만 예산 부족으로 계획이 늦춰질 가능성이 있다.
 미국의 대표적인 방산업체인 노스럽 그루먼도 우주 급유 경쟁에 뛰어들었다. 노스럽 그루먼은 지난 1월 우주군 우주체계사령부가 자사의 ‘수동 급유 모듈(PRM)’을 우선 급유 솔루션 인터페이스 표준으로 선정했다고 발표했다. 노스럽 그루먼은 2025년까지 PRM을 탑재한 인공위성을 우주 궤도에 올릴 계획이라고 밝혔다.
 그렇다고 우주체계사령부가 노스럽 그루먼에게 위성 주유캡에 대한 독점권을 준 것은 아니다. 오비트 팹 역시 우주군의 위성에 자사 주유캡을 탑재하기로 했다. 우주군은 여러 업체의 기술을 시연해보고 결정하겠다는 입장인 셈이다. 우주군은 오비트 팹처럼 노스럽 그루먼의 PRM 주유캡 기술도 다른 기업이 자유롭게 사용할 수 있도록 했다.
 인공위성 수명 연장은 엄청난 경제적 가치를 갖고 있다. 통신위성과 지구관측위성은 한 기 만드는 데 수천억원 이상이 들어가지만 연료가 바닥나거나 소프트웨어가 낡으면 그대로 폐기된다. 인공위성 업계에 따르면 매년 대형 통신위성 20여기가 연료가 바닥나 퇴역한다. 서비스 위성이 이런 위성을 수리해 15년씩 수명을 연장하면 수조원의 경제적 이득을 얻을 수 있다. 우주 급유는 말 그대로 황금 알을 낳을 신사업인 셈이다. 과연 누가 우주 주유소 사업권을 따낼지 귀추가 주목된다.
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 <img alt="랜드샛 7과 결합해 연료를 재충전하는 OSAM-1(아래)의 상상도./NASA" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202404/02/chosunbiz/20240402081208374wctn.jpg" data-org-width="4004" dmcf-mid="UaPNrWlopv" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202404/02/chosunbiz/20240402081208374wctn.jpg" width="658">
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 랜드샛 7과 결합해 연료를 재충전하는 OSAM-1(아래)의 상상도./NASA
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 참고 자료
 SwRI, https://www.swri.org/press-release/swri-build-the-spacecraft-bus-space-refueler-servicer-program
 ClearSpace, https://clearspace.today/clearspace-orbit-fab-partnership/
 Northrop Grumman, https://news.northropgrumman.com/news/releases/northrop-grumman-satellite-refueling-technology-selected-as-first-preferred-refueling-solution-interface-standard-for-space-systems-command-ssc-6899294
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