mecㆍviewer v1.4 :: [정책]160421_우주발사_능력과_전략적_고찰(下)

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- 1 -

우주발사 능력과 전략적 고찰(

)

下

미국 발사체를 중심으로

작성

한국항공우주연구원 이옥규 책임기술원

(

)

우주 상업화 기업

오늘날 우주상업화는 상업용 원격탐사와 더불어 통신위성산업에 의하여 이루어지고 있으

며 이 업체는 디지털글로버사와 지오아이사로 구분할 수 있다

에 따르면 이들 업체의

. SIA

시장규모는

년

억 달러 중에서

억 달러를 차지하고 있다 과거에 우주에서의 부

2010

1,013

가적 시장인 바이오와 소재과학 분야를 개발하려는 노력을 해왔으나 이러한 노력이 결실을

거두지 못했다.

그러나 지금은 우주기업 상업화의 새로운 물결이 점차적으로 주목을 받고 있으며 이러한

분야는 우주여행으로 잘 알려진 것 보다 개인 우주비행에 초점을 두고 있다

년 이래로

. 2001

미국회사 스페이스어드벤쳐사는 국제우주정거장 소유즈 택시 비용좌석을 천만 달러와 천

백만 달러 사이를 지불하는 고객에게 팔았다 현재까지 이 회사는 개의 좌석을 인에게 팔

았으며 고객 중에서 찰스 시모니는 두 번 비행한 적이 있다 이러한 비행은 소유즈 비행이

국제우주정거장 승무원을 교환하기 위하여 필요하기 때문에 새로운 발사수요를 불러일으키지

않지만 이러한 우주비행용 시장이 있다는 점을 보여 주고 있다

년 푸트론사의 연구에

. 2002

따르면 우주궤도 여행에 대한 수요가

년까지 년에

명이 될 수 있다고 예측하면서 년

2021

수익으로 억 달러를 예상하였다 우주궤도 여행에 관심뿐만 아니라

비행 또는 궤도

100km

에 진입하지 않고 귀환하는 국제우주정거장을 위한 고객지향 발사체에 관한 관심이 증가하고

있다 많은 지구저궤도 우주여행에 대한 관심이 천만 달러

에 의하여 제

ANSARI X PRIZE

고되었으며 상기

는 주일에 최소한 번 인을 운반할 수 있는 저궤도 발사체를 개

PRIZE

발하기 위하여

년 시작한 경쟁상품이다 마이크로소프트사 공동 창업자인 폴 알렌에 의

1996

하여 재정적 지원을 받아

사에 의하여 제작된 공중 발사 지구저궤도 발사

Scaled Composite

체인 스페이스쉽

은

년 이 상을 수상하였다

년 노드롭 그루만사에 의하여 인수

-1

2004

. 2007

합병된

사는 리챠드 브랜슨에 의하여 운영되고 있는 버진 갤럭틱사와 함

Scaled Composite

께 대형 후속 발사체인 스페이스쉽

를 개발하고 있다 이 발사체의 비행시험이

년에

-2

2010

이루어 졌고

년대에 상업 서비스를 계획하고 있다

, 2010

몇 개의 다른 회사는 저궤도 발사체를 개발하고 있으며

이들 회사는

Armadillo

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등이다 이들 회사 중

Aerospace, Blue Origin, Master Space Systems, XCOR Aerospace

몇몇 회사는 우선적으로 우주여행에 관심이 있지만 일부 다른 회사는 저궤도 시장에 초점을

두고 있으며 이 부문은 과학 연구를 가능하게 하는 발사체이다 지구저궤도 우주여행에 대

한 수요가

만 달러의 낮은 가격이라는 점을 고려해 볼 때 궤도 여행보다도 높다고 추

10~20

정된다.

년 푸트론사에 따르면

년까지 년에 만 천명에 달하는 수요를 예상하였다

2002

2021

다른 신설기업인

사는

로부터 면허를 받은 공기 팽창식 모듈을 사용하는 궤

Bigelow

NASA

도거주지를 개발하고 있는 중이다 이 회사는

라는 개의 축소 시험용 모듈을

Genesis- ,

Ⅰ Ⅱ

년

년에 각각 발사하였다 이 회사는 이러한 모듈을 주로 우주여행에 반대되는 것

2006 , 2007

과 같은 연구에 대한 충분한 고객수요와 승무원과 관련시설에 대한 적재함을 운송할 수 있

는 수송이 가능할 때 발사될 완전모형의 모듈을 지금 개발 중에 있다 기업적인 측면에서

볼 때 비용은 기존의 우주상업화 기업보다 훨씬 중요한 역할을 한다 특히 현재 기관투자

부족이 일어날 때 신규 사업은 과소 투자된다 이 부문은

투자자 또는 자기 자본에

angel

의존한다 그러나 우주여행과 다른 상업적 유인 우주비행 사업에 대한 장점은 신뢰성과 안

전에 있다 많은 기업관계자는 감소하는 고객 수요 또는 점증하는 정부 규제 측면에서 독점

공급자에 의하여 치명적인 사고의 여파에 대하여 우려한다 결과적으로 일정은 적어도 개발

단계에서는 우선순위가 낮다 예를 들면

사 관리는 상업적 운용계획을 시작

, Virgin Galactic

했을 때 가끔 특정한 일자를 알려 주는 것을 싫어한다 다시 말해서 그들은 다른 회사와 경

쟁을 하지 않지만 그 대신에 안전이란 단어와 경쟁을 하고 있다고 말한다

상업 승무원과 화물 프로그램은 상업 승무원 개발이라고 알려진 다단계 우주기술개

NASA

발 프로그램으로써 안정성을 강조하고 있다 이 프로그램은

가 정부자금을 지원하며

NASA

정부가 고정가격으로 구매할 수 있는 상업용 우주수송서비스 개발이 지구저궤도와 국제우주

정거장에 임무를 지원할 수 있는데 있다 정부 지원을 받은 회사는 우주분야의 사업화를 추

진하고 있으며 이들 회사로는 블루오리진 시에라 네바다 스페이스엑스 보잉 파라곤 우주

개발 환경제어와 생명지원시스템을 개발하는 자금을 받고 있음 등이 있다 스페이스엑스사는

(

)

년

월 국제우주정거장에 성공적 운용임무를 시작하였고 오비털사이언스사도

년

2012

2013

에 국제우주정거장을 시험비행 계획을 가지고 있다.

고객 수요 분석

이들 고객그룹과 우주발사 필요성은 흥미로운 결론을 가져다준다 첫째 비용은 가장 중요

한 것도 아니고 또는 반드시 주요 요소도 아니다 이는 발사비용을 낮추는 것이 우주왕복선

으로

의 노력에서 본바와 같이 국가 발사 전략에 중요하다고

SLI(Space Launch Initiative)

제안하는 기존의 지혜와 모순이 된다 뿐만 아니라

상업 승무원과 화물 프로그램도 탑재체

를 발사하기 위한 저비용을 가지고 새로운 시스템을 개발하려고 시도하고 있다.

위에서 언급한 바와 같이 대부분 주요 정부와 기존 상업화 고객들은 비용보다 다른 요인

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에 우선순위를 둔다 명확한 국가안보 고객에 대하여 발사신뢰성이 중요하며 그 이유는 위

성이 수행하는 필요한 임무 고비용과 실패할 경우 제한된 예비옵션 때문이다 민간 유인우

주비행에 대하여 관련 기준과 승무원 안전은 중요한 요소이다 기 확립된 상업 민수용 로봇

위성체 고객은 비용에 강조를 하지만 신뢰와 일정확정에 보다 우선순위를 둔다

가지의 부

. 2

상하는 고객인

우주대응시스템 와 우주기업은 비용에 우선순위를 두고 있지만 이들 그

ORS(

)

룹과 함께 비용에 대한 공동 우선순위가 있으며 가령

와 안전에 대한 대응 접근과 우

ORS

주기업에 대한 신뢰성 특히 저궤도와 궤도 상업 유인 우주비행에 적용된다

발사비용이 대부분 시장에 대하여 중요한 요인이 되지 않는 다는 것을 나타내는 관련 이

슈는 기 확립된 정부와 상업시장에 관하여 신축성이 없는 특성이 있다 발사비용을 낮추는

것이 발사에 대한 부가적 수요를 반드시 유발시킬 필요가 없다 이러한 경우는 발사비용이

시스템 총괄비용 중에 일부라는 것이다 상업 임무에 대하여 발사비용은 위성 제작 보험과

다른 비용에 많이 소요된다는 점을 감안할 때 새로운 위성시스템의 전체 비용 중

1/2, 1/3

또는 그 이하로 될 수 있다는 점이다 정부 시스템에 대하여 발사비용은 고부가 가치의 국

가안보 또는 수십억 불이 소요되는 탐사임무에 비하여 적은 부분이 될 수 있다 그러므로

발사비용의 중요한 감소는 결국에는 총괄 시스템 개발과 운용비에서 약간의 감소를 가져다준다.

더구나 많은 경우에 있어서 낮은 발사비용이 일어나는 부수적 수요를 제한하는 추가적인

진입 장벽이 있다 예를 들면 상업용 통신위성은 지구저궤도 위성의 경우 궤도할당을 포함

한 규정 승인이 요구되고 있으며 지구정지궤도 궤도호의 몇몇 지역에서는 아주 드물다 총

괄 임무비용의 급격한 감소와 함께 이들 규제 장벽은 저비용이 초래하는 부수적 발사수요를

제한시킨다 다른 잠재적 장벽은 위성제작자를 포함하며 이는 저비용에 의하여 구축된 부가

적 수요와 우주 발사를 위하여 높은 운용속도를 수용하는 발사범위 능력을 충족시키는데 있다

이러한 고객부문 분석에서 보면 이러한 시장에 두드러지게 경쟁이 없다는 것이다 우주정

거장은 독자적으로 민수 유인 우주비행을 제공하며 미래 계획은 상업용 승무원과 적하 프로

그램에 초점이 맞추어져 있다 우주국가 안보와 민간 우주로봇에 대한 미 정부의 필요성이

에 의하여 충족되고 있다 특히 국가안보 이용

EELV(Evolved Expendable Launch Vehicle)

자에 대한 비용에 관한 부족한 강조와 연계되는 수요가 의미하는 부문은 이들 발사체가 상

업용 시장에서는 경쟁력이 없다는 것을 의미한다

년부터

년까지 미국 발사체가

. 2007

2011

전 세계

개 상업용 발사 중에서

개 상업 발사를 하였고 이와 더불어

년에는 상업

116

2011

발사가 없다고 미국 연방항공청 우주상업 운송부가 밝혔다 상업용 통신위성 발사에 대한 수

요는 주로 유럽 아리안

와 러시아 프로톤

에 의하여 제공되었다 이들 발사체는 신뢰성

-5

-M

이 있다고 판명되었으며

보다도 상업 임무를 위한 발사목록에 더욱 호기를 가졌다

, EELV

이 목록에는 정부 탑재물과 함께 미래 발사도 포함되었다 예를 들면

년 유럽과 러시아

, 2011

는 전 세계

개 상업 발사 중

개 상업 발사를 확보하였다

번째 상업 발사체인 제니트

. 3

은 다국적 사업인 해상 발사체회사에 의하여 운용되고 있으며

년 중반 파산 보호

-3SL

, 2009

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를 신청하였으며

년 육지 발사프로그램을 포함하기 위하여 운용을 재개하였다 이러한

, 2011

부문은 상업 시장에 참가하려고 시도하는 도전의 극치라고 볼 수가 있다.

이러한 도전은 앞으로도 지속적으로 유지될 전망이다 미국 연방항공청 우주상업 운송부와

산업자문기구인 우주상업 운송 자문위원회가 발간한

년 상업발사 수요에 따르면

2010~2019

상업용 지구정지궤도 발사에 대한 수요는 부진하며 앞으로

년간에 걸쳐 감소할 것으로 예

상된다

년

개 발사를 정점으로 하여

년 말까지 년에

기 발사로 축소된다 상업

. 2011

용 비 지구정지궤도 발사에 대한 수요는 앞으로

년 중반에 절정을 이루며

년에

기 발

, 1

사 예정이다 그 이유는 이리듐과 글로벌스타사는 위성군집을 새로 보충하고

년 말까지

년에

기 이하로 감소하기 때문이다 발사 수요에 대한 본질적 수용이 없다면 발사체가 이

시장을 진입 또는 재진입하기에는 어렵다.

이러한 모든 요소들은 미국에서의 현재 발사환경은 대부분 시장에 대하여 비교적 안정화

된 균형 상태에 있다고 제시한다 국가우주안보는 고신뢰성 추적기록에 주어져 있기 때문에

에 의하여 양호하게 제공되고 있다 만일

EELV(Evolved Expendable Launch Vehicle)

ORS

우주대응시스템 가 장기적으로 유연하다면 오늘날 존재하고 있는 많은 소형 발사시스템에

(

)

의하여 충족될 수가 있다 이러한 시스템에는 스페이스엑스사의 팰컨

오비털사이언스사의

-1,

페가수스

토러스

과 미노타우 로켓이 있다 알리언트 테크시스템과 록히드마틴사는

Ⅹ

Ⅰ

Ⅼ

아테나계열의 로켓을 재가동하고 있으며 이 로켓은 원래

년대에 개발되어

요구사

1990

ORS

항을 충족시키고 있다 민수로봇 우주비행은 오늘날

발사체와 델타로켓뿐만 아니라 페

EELV

가수스와 토러스와 같은 소형발사체에 의하여 제공되고 있다 스페이스엑스사의 팰컨

오

-9,

비털사이언스사의 페가수스

는 미래에 이 시장을 지원할 수 있다 기존의 상업 고객은 비

Ⅱ

록

와 팰컨

이 이 시장에 진입하지만 미국 발사체가 아닌 유럽의 아리안

와 프로톤

EELV

-9

-5

에 의하여 주로 제공된다 기업가적인 상업 고객은 미국 발사체가 아닌 많은 선택을 할

-M

수가 있거나 또는 독자적으로 시장을 제공하는 고객외주의 저궤도 발사체를 이용하는 지구저

궤도 우주비행운용자를 제외하여 팰컨

을 선정할 수 있다 민수 유인우주비행은 우주왕복선

-9

의

년 퇴역과 컨스텔레이션 프로젝트에서의 승무원 탑승 취소 상업용 승무원 화물 프로

2011

그램의 장기간 생존능력을 고려해 보면 불확실성이 있는 분야이다

이러한 평행은 장기간 신규 시장을 개발하기 위한 발사비용을 낮추기 위한 필요성을 주장

하는 많은 우주 옹호자와 열성지지자에게 바람직할 수 없지만 이러한 상황은 비용절감을 주

장하지 않은 기존 고객의 필요성을 대처한다 이와 동시에 이러한 평행은 발전하는 시장 새

로운 능력과 국가정책 변화 때문에 다양한 방향성에서 일어나는 잠재적 붕괴에 면역성을 갖

고 있지 않다 다음 장은 몇 가지 잠정적인 붕괴에 의하여 야기된 국내 발사상황에 잠재적으

로 영향을 주는 부문에 관하여 평가한다.

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우주 발사를 위한 현재 평행상태에 대한 잠정적 붕괴

민간 유인 화물 우주비행에 대한 상업적 외주

8-1)

년 오바마 행정부는

유인우주비행 프로그램에 많은 변화를 제안하였다 우주왕

2011

NASA

복선을 퇴역시키려는 계획을 유지하면서 예산 제안서는 아레스

발사체 등을 포함한 후속

-Ⅰ

프로그램 컨스텔레이션 프로그램 취소를 요구하였다 그 중에서도 오바마 행정부는 지속적

으로

년 컨스텔레이션 프로그램 일부와 오리온 우주비행체 예산을 복원하였다 승무원

2011

탑승에 대하여 계획된 수십억 불의 사업인 상업용 승무원 화물 프로그램이 있으며 이 사업

은 우주인과 화물운송시스템을 지구저궤도에 운송할 수 있는 상업시스템을 자금지원하고 개

발하는데 도움을 준다 이 프로그램은 상업용 승무원 개발프로그램과 전에 언급한 상업용 궤

도 운송서비스프로그램을 의미하며 이 사업은 승무원 화물 운송시스템을 지구저궤도에 올

리는 부문과 국제우주정거장 지원을 개발하는데 있다 이 부문은 일정에 기반을 둔 지불과

자금과 나란히 산업에 의한 투자 요구사항이 들어 있다

NASA

이 프로그램은 가까운 기간에 상업 제공자에 접근할 수 없는 새로운 시장을 여는 잠재력

을 갖고 있다 상업유인 우주비행과 화물시스템에 대한 부분적 자금 지원과 이들 서비스에

대한 힘이 되는 고객이 됨으로써 상업 승무원과 화물프로그램은 결국에는 부수적 시장을 제

공하는 상업시스템을 가져다 줄 수가 있다 사실 이러한 사업이 성공적으로 수행되기 위해

서는 다른 시장도 개발되어야 할 것 같다 그 이유는 국제우주정거장에 승무원과 화물운송을

위한

요구사항은 년에 몇 차례 발사 순서일 것이다 그러나 이러한 동일 시스템은

NASA

년 푸트론 연구에 따르면 매년 잠정적으로 수십 명이 우주궤도 여행에 대한 수요를 충

2002

족시키고 또한

사 같은 다른 고객에게 만족시켜 주고 있다 이 회사의 사

Bigelow Aerospace

업계획에 따르면 고객이 회사가 제안한 궤도거주지를 접근할 수 있도록 상업승무원 운송시스

템의 가용성에 의존한다 결합시켜 볼 때 오늘날 기존의 발사체에 의하여 제공되지 않은

이러한 부가적 상업시장은

보다 더 큰 수요를 창출할 수 있다

NASA

아직도 이러한 접근방식은 많은 장애가 되고 있다 새로운 상업시장의 불확실한 특성 측

면에서 볼 때 잠재력이 있는 공급자가 외부 투자를 충분하게 불러일으킬 만한 상세한 사업

계획을 개발한 것이 어려울 수가 있다 따라서 이들 공급자는 내부 자금에 의존해야 한다

투자 규모는 불확실하며 그리고 각 공급자가 무엇이 필요하고

가 이들 능력을 개발

, NASA

하기 위하여 무엇을 기꺼이 제공하는 가에 의존하게 될 것이다 이러한 시장을 추구하는데

관심을 가지고 있는

사

는 상업승무원 임무를 위하여 필요한

United Launch Alliance (ULA)

지상장비와 발사체 건강관리시스템과 승무원 탈출시스템 개발을 위하여 억 달러 선행투자가

소요될 것이라고 추정하였다 상업승무원 운송에 관심을 갖고 있는 스페이스엑스사는 발사회

피시스템과 지상장비 개발을 위한 자금이 필요할 것이라고 예상한다

사는 승무원탐승

. ATK

상업우주발사 시장에 진입하려고 시도 중에 있으며

와 스페이스엑스사 같이 유사한 비

, ULA

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용검토에 직면하고 있다.

이러한 임무가 비용대비 효율성이 있는 가는 또 다른 관심사이다 전임

감사관과

NASA

같은 몇몇 사람은 승무원 수송에 대한 상업공급자는 발사당 억 달러 미만인 기존 소유즈

시스템과 동일한 서비스를 제공할 수 없다고 추정하였다 이는 소유즈 발사당 억 천 달러

로 추정되는 것과 비교될 수가 있다 상업공급자가 보다 저렴한 비용으로 서비스를 제공할

수 있다고 주장하는 한편 만일 그들이 할 수 없다면 유인궤도 우주비행에 대한 부수적 상업

시장이 개방될 수 없다는 위험이 있다 따라서 이는 이러한 시스템의 유용성을

만으

NASA

로 한정시키고 이러한 부문이 진실로 상업성 여부에 관한 의문을 제기하고 있다.

또 다른 주요 관심사는 안전이 포함된다 비록 유인평가 발사체에 대한 상당한 토론이 이

루어져 왔지만 정확하게 유인평가에 무엇이 포함되어야 하는 가에 관하여 합의는 없다

년 월

상업승무원 계획 발표 시 상기 기관은 이 계획이 기존의 유인평가 요구

2010

NASA

조건 버전인 상업 유인평가 계획을 발전시킬 것이라고 제시하였다 이러한 의도와 요구조건

이 정부 특유의 기준보다 덜 복잡하여 아마도 앞으로

우주비행사를 운반하는 위성체

NASA

가 상당하게 기관의 감독을 받게 될 것이다 이는 정부의 유인 우주비행에 대한 안전관심과

발사 사고가 발생할 경우 국내 외적으로 권위 상실이라는 것을 고려해야 한다 이러한 부가적

․

감시 비용 감소와 함께 안정과 신뢰성을 공동으로 우선시하는 필요성이 비정부 공급자를 활

용함으로써 비용절감을 제한할 수가 있다 이 부문은 차례로 회사가 다른 상업사업을 이끌어

내는 것이 어렵다.

상업 유인 우주비행계획은 다른 기존의 고객에게 영향을 미친다 유인평가 요구사항에 대

처하기 위하여 개발자들은 발사체에 변화를 줄 필요가 있으며 이는 비용을 증가시키거나

또는 신뢰성에 영향을 미칠 수 있다 비록

또는

비행속도 증가는 단위당

EELVs

Falcon 9s

비용을 절감할 수 있을 지라도 기존 고객들은 유인평가 필요성이 독자적 유인평가와 비 유

인평가 변수의 발사체와 함께 발사체군의 분기를 이끌 수 있다 이는 생산증가에 의하여 일

어난 비용감소를 상쇄시킬 수 있다고 미 공군 관료가 말했다

저궤도 우주비행 성공

8-2)

상업 유인궤도 우주비행에 대한 분리가 되었지만 관련 시장은 상업 유인저궤도 우주비행

이며 몇몇 회사는 이를 추진하고 있다 계획표가 기대했던 것보다 더 멀리 있지만 이들 회

사는 오늘날 고객이 앞으로 몇 년 내에 저궤도에 운송하는 서비스를 개시하는 발사체를 활

발하게 개발하고 시험 중에 있다 이러한 발사체는 미국 뉴멕시코주 남쪽에 위치하고 있는

기존과 새로운 혼합체인 우주항구

에서 비행할 예정이다

“Spaceport America”

이전에 언급한 시장 연구는 회사가 성공하기에는 충분하지 않지만 우주저궤도여행에 대한

중요한 시장이 있다는 것을 제시한다 회사들은 시장에 접근하기 위하여 제안된 시스템의 충

분하게 재정적이고 성공적인 기술개발이 필요할 것이다 만일 회사가 이러한 장벽과 규제적

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이고 다른 이슈를 극복할 수 있다면 몇몇 운용자를 지원하기 위하여 여행에 대한 충분한 수

요가 있을 수 있다 특히 회사들이 위치 비행경력과 비용에 기반을 둔 서비스를 차별화 할

수 있다는 조건하에서 가능하다.

이러한 발사체는 우주여행을 초월한 시장에 접근할 수 있다 상당한 관심을 끄는 한 분야

는 비행과학실험 기술시범활동과 저궤도 임무에 관한 학생의 탑재체용 연구와 교육시장이다

새로운 저궤도 비행체는 기존의 과학관측로켓 또는 궤도 우주비행활동에 대하여 많은 이점을

제공할 수 있으며 이 부문은 높은 비행속도 비행당 저비용과 유인실험 등을 포함하고 있다

저궤도 연구활용 옹호론자는 이러한 활용에 대한 시장이 잠재적으로 여행보다 더 크다고 믿

는다 그 이유는 대표적 여행자는 한번만 유일하게 비행할 수 있으며 이와 반면에 과학자는

연구사업을 완료하기 위하여 다양한 비행을 할 수 있기 때문이다

년 월

는 상

. 2010

NASA

업비행체 상업 재이용 저궤도연구프로그램을 지원하기 만든 새로운 프로그램을 발표하였다

이 계획은

년부터

년까지 천 백만 달러와

년까지 년 동안 천 백만 달러

2011

2013

2016

로 이 프로그램에 자금을 지원할 예정이다

년 현재 많은 저궤도 공급자는 이 프로그램

. 2012

에 대한 발사플랫폼에 참여중이며 버진갤럭틱 매스턴스페이스

에어로스페이스 아마

, XCOR

디레오 에어로스페이스 등이 포함된다.

저궤도 우주비행은 가까운 장래에 우주궤도비행 분리 통로에 관해 진전이 있을 것이며 이

는 분리된 시장을 제공하고 궤도발사체와 직접적으로 경쟁을 하지 않을 것이다 한 가지 예

외는 소형위성을 지구 저궤도에 올려놓은 저궤도 발사체에 의하여 발사될 수 있는 상단부

저궤도발사체 개발자로부터 관심이다

년 버진갤럭틱사는 아바투자액 중 아부다비 기반

. 2009

자금에서 억 달러를 받아 스페이스쉽

대신에 화이트나이트

수송기에 의하여 발사될 수

-2

있는 궤도발사체를 개발하는 것이다

론쳐

개념은 발사당 백만 달러로

까지 궤도

-1

200kg

에 올릴 수 있는 소모성 로켓이며 이 가격은

와 소형 위성에 대한 저비용 대응발사기

ORS ,

회를 확인하는 것이 어려운 다른 사용자에게 매력적이 될 수가 있다.

만일 저궤도 상업발사체의 최초 세대가 성공을 거둔다면 아마도 회사들은 더욱 우수한 후

속시스템을 개발할 것이다 차후세대 발사체는 화물 또는 승무원을 위하여 고속 두지점간

운송시장을 제공할 것이고 세대 저궤도발사체는 대표적으로 동일 지점에 이륙하고 착륙할

계획이다

나중에 지구저궤도에 직접 접근하게 할 수가 있다 이러한 부문은 기존 발사체보

다 저비용으로 접근을 할 수 있는 가능성이 있지만 기존시장 개발의 극적인 가속화를 방해

하는 것은 차후

년 이후에 일어나지 않을 것 같다 그 이유는 회사들이 개발하여 세대

저궤도 발사체를 서비스하기 때문이다.

우주작전 대응 능력

8-3)

일전에 주목한 바와 같이

에 상당한 관심이 있지만

개념에 의하여 약속한 능력

, ORS

이 있다 이 개념은 전투기에 우주능력에 대한 대응접근 방법으로써 널리 시범적으로 보여져

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- 8 -

야 한다 이러한 부문은 긴급한 필요성에 대처하기 위하여 일주일 또는 그 이내에 위성을 소

집하고 발사하는 것을 의미한다

성공에도 불구하고 국방부 관리는

가 제공하

. ORS-1

ORS

는 능력이 비용에 대한 가치가 있느냐 하는 것이며 특히 의회가 제정한

년 예산통제법

2011

에 의하여 요구하듯이 국방부 예산 삭감의 견지에서 고려해야 한다.

가 실행가능하다고 판단되면 소형위성에 대한 발사수요를 증가시킬 수 있다 이들 시

ORS

스템은 최근에는 비교적 충분히 이용을 다하지 않으며 그 이유는 이러한 시스템에 대한 수

요가 부족하기 때문이라고 생각한다 이러한 시스템은 거의 모든 상업과 정부 위성에 대하여

너무 규모가 적다

는 만일 이들 발사체가 발사당

비용목표인 천만 달러를 맞춘

. ORS

ORS

다면 팰컨

페가수스 토러스 미노타우어 아테네 발사체에 있는 능력을 만들 수 있다 그

-1,

러나 어떤 경우에 있어서 예를 들면 과학위성에 대한 페가수스

발사계약이 천만 달

ⅩⅬ

러로 이루어 졌으며 어떤 발사체는

수요를 충족시키거나 또는

비용목표가 수정

ORS

되어야 한다는 것을 제시하였다.

만일

가 소형발사체에 대한 수요와 저비용을 증가시킨다면

와 같은 다른 고객

ORS

NASA

에게 이익을 가져다 줄 수 있으며 이 부문은 오늘 날 보다도 빠른 속도로 소형 과학기술

시범위성에 대한 이러한 발사체를 사용할 수 있다 그러나 만일 소형위성에 대한 상업적 활

용이 앞으로 부각되지 않으면 상업 활용자는 이러한 발사체가 적절하지 않을 것 같다

새로운 저비용 발사체 도입

8-4)

비록 비용이 대부분 발사서비스 고객을 위한 주요 기준이 아닐지라도 만일 신뢰성과 계

획이 유지된다면 발사비용을 감소하는데 아직도 관심이 있다 심지어 국가안보 우주사용자가

발사체가 동일한 정도의 신뢰성을 제공한다면 발사서비스에 대한 저비용을 지불하는데 관심

을 가질 것이다 그러면 만일 새로운 저비용 발사체가 서비스를 개시하여 일정준수와 신뢰성

을 수용할 수준으로 저비용 발사서비스를 제공한다면 무슨 일어나겠는가?

이러한 발사체는 확실히 민수와 국가안보사용자로부터 관심을 이끌었으며 이들은 저비용

발사체가 제공하는 비용 절감에 관심을 갖고 있다 그러나 일전에 언급한 바와 같이 많은

기존 발사시장은 비교적 가격이 신축성이 있다 가격의 극적인 감소는 부수적인 수요를 촉진

하지 않으며 그 이유는 위성 그 자체와 운용과 같은 총괄우주시스템에 대한 비용과 규제

보험 다른 장벽이 있기 때문이다 이러한 발사체는 다른 발사 제공자로부터 사업을 수주할

수 있지만 발사시장을 반드시 확장시킬 수는 없다

이러한 부문은 저비용 발사체가 광활한 시장을 성장시키기 위하여 이전에 고비용 발사가

격으로 접근할 수 없는 새로운 시장을 개방할 수 정도로 비싸지 않아야 한다 이러한 발사가

격이 얼마나 저렴해야 하는가

푸트론 사가

를 위하여 준비한

년 새로운 운송연

NASA

2003

구에 의하여 가능한 우주개념 분석보고서에 따르면

발사비용 감소와 더불어 발사 수요

75%

는 보고서의

년 예측의 끝에 의하여 개 미만의 요소의 차이로 증가할 것이라고 말했다

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- 9 -

그러한 대부분 성장은 우주여행과 같은 상업적 시장분야에 중점을 두었으며 이 부분도 기존

발사서비스에 의하여 언급되지 않았다.

이러한 사례는 경쟁 발사체보다 보다 저렴한 가격을 가진 새로운 발사체를 도입하려는

사에 의한 노력을 엿볼 수가 있다 이 회사가 특히 팰컨

발사체를 가지고 보수적

SpaceX

-9

정부와 상업위성 발사에 대한 계약에 성공할 동안 대부분 발사목록은

승무원과 화물

NASA

프로그램 하에서 화물을 국제우주정거장에 운반을 기반으로 한 새로운 시장으로부터 나온다.

그리고

가 추진하고 있는 시장은 발사비용 때문에 개방되지 않지만 오히려

년

, NASA

2011

우주왕복선 퇴역이 주어졌기 때문에 국제우주정거장에 공급할

수요에 대처하고 있다

NASA

결 론

Ⅲ

발사비용을 낮추는데 초점을 둔 국가 우주전략과 정책은 실패하였다 대부분 기존의 발

사서비스 고객들은 비용보다도 신뢰성 안전 일정에 크게 중점을 두었다 발사비용감소가

이들 시장에서 본질적으로 수요를 유발시키지 않았다 부상하는 고객이

또는 우주

ORS

기업이든 간에 발사비용에 아주 민감하지만 개발 초기단계에서 이들 시장의 크기와 생존

능력은 불확실하다.

이러한 부문은 극적으로 발사비용을 저감하는 시도가 실패할 운명인가를 의미하는가

반드시 그럴 필요가 없지만 기술유도 노력이 새로운 시장을 열 것이라는 극적인 가격 감

소에 대한 약속으로 새로운 발사체에 대한 많은 투자가 이루어진다 이러한 노력이 과거

에는 통용되지 않았고 미래에도 의심이 든다고 생각된다 우주왕복선 컬럼비아호 사고

후 미국 우주탐사정책 취소와 더불어,

나

국방부 는 중요한 자원을 재사용 발사

NASA

DoD(

)

체 또는 발사비용을 크게 낮추는 기술적 노력을 기울이지 않았다 그러나 공군 내에서 이러

한 분야에 대한 소규모의 활동이 이루어 졌다.

앞으로 기존의 우주발사는 새로운 기술에 의하여 변화될 수가 있다 마치 퍼스널 컴퓨터

가 원래는 대형컴퓨터 제조업체에 의하여 와해되었고 그 이유는 유용한 업무를 수행하기에

는 너무 전력이 부족하였기 때문이다 오늘날 많은 고객은 너무 적고 성능이 저하되기 때문

에 기존의 발사체를 대신할 수 없다는 이유로 새로운 상업용 재사용 저궤도 발사체를 제거

하였다 그러나

는 대형컴퓨터가 갖고 있지 않은 새로운 시장을 발견하여 이를 자본화하

, PC

였다 이와 유사하게 저궤도 발사체가 궤도 소모성 발사체에 의하여 이루어지지 않는 우주

여행과 같은 시장을 제공할 수 있다 그 이유는 고비용과 흔하지 않은 비행속도 때문이다

저궤도 발사체는 과거의 실패한 기술지향 노력보다 더 시장 혁신과 발전에 의하여 지원을

받았다 이 발사체는 기존의 소모성 발사체 보다는 낮은 비용 높은 신뢰성 발사빈도로 궤도

고객을 지원하는 우수한 발사체로 발전할 가능성이 있다.

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이러한 발전은 수년 심지어 수십 년 동안에 걸쳐 성공에 대한 보장 없이 시간이 걸릴 수

있다 이와 유사한 시나리오가 소형 궤도위성에 적용될 수 있다 그러는 동안 기존 고객의

발사필요성은 비용보다 더 신뢰성 안전과 일정에 최적화된 현재 발사체에 의하여 이루어진

다 국가 발사전략에 대한 미래 변화는 이러한 속성을 유지하는데 신중해야한다 이와 반면

에 앞으로 기존과 새로운 고객의 필요성을 충족시키는 획기적 시스템 개발을 장려할 것이

다.

이 글은 아래의 문헌을 참조하여 작성하였습니다.

※

Eligar Sadeh, "Space Strategy in the 21st Century(Theory and Policy)", 2013