광고 창닫기

'세계 최초' 도전 유전자···日 '우주굴기' 자양분

[뉴 스페이스-일본③]올드 플레이어 '우주 서막' 성과들
"태양계 밖으로 간다" 뉴 플레이어 개척정신 마중물
일본 우주 서막을 만들어낸 올드 플레이어(왼쪽)와 도전 유전자를 물려받은 뉴 플레이어(오른쪽)들. <사진=대덕넷 특별 취재팀>일본 우주 서막을 만들어낸 올드 플레이어(왼쪽)와 도전 유전자를 물려받은 뉴 플레이어(오른쪽)들. <사진=대덕넷 특별 취재팀>

'세계 최초'는 역사적 의미뿐만 아니라 '첫 도전'으로서 흥미롭다. 우주굴기에 나서는 일본도 우주 서막이 될만한 묵직한 세계 최초 성과들을 꾸준히 만들어왔다. 우주 올드 플레이어가 중심이었다.

그들의 개척정신 유전자가 우주 뉴 플레이어에게도 전이된 모양새다. 도전을 두려워하지 않는 표정과 상상 그 이상인 곳에서 비즈니스를 만들어 보겠다는 포부까지도. 평균나이 30대 중·후반인 일본 우주 벤처 주역들은 말한다. "태양계 넘어 은하계로 간다"라고.

◆ '우주 서막 열다' 올드 플레이어 세계 최초 성과

일본의 대표적인 세계 최초 우주 성과로 '큐브샛 위성(XI-IV)'이 꼽힌다. 일본 도쿄대 나카스카 신이치 교수팀이 2000년 개발에 착수해 2002년 개발을 완료했으며 2003년 7월 발사에 성공했다. 크기는 가로·세로·높이 각 10cm, 무게는 1kg 수준.

나카스카 교수팀이 2003년 발사에 성공한 '큐브샛 위성(XI-IV)'의 모습.<사진=나카스카 도쿄대 교수팀 제공>나카스카 교수팀이 2003년 발사에 성공한 '큐브샛 위성(XI-IV)'의 모습.<사진=나카스카 도쿄대 교수팀 제공>
큐브샛 위성 궤도 운용이 주된 목적이며 우주 공학 교육과 소형 위성용 통신 시험을 병행하기 위해 제작됐다.

큐브샛 위성 소비전력은 0.8W(와트)다. 일반적으로 사용되는 컴퓨터 전력 20W에 비해 낮은 수치다.
 
2000년대 초께 각국에서 만들어낸 큐브샛 위성 대부분은 기술적·환경적 원인으로 기능이 고장 나거나 조기에 수명을 다해 임무가 끝났다.

2003년 발사된 덴마크 알보르그대학의 큐브샛 위성(AAU)도 교육용으로 한 달간 덴마크 상공을 도는 데 그쳤다.

반면 나카스카 교수팀이 제작한 큐브샛 위성은 지구를 500번 이상 촬영해 사진을 보내왔고, 지금까지도 지구 상공을 돌고 있다.

이후 나카스카 교수팀은 2008년 4월 큐브샛 위성 2호기(Cute-1.7 APD 2)를 발사했다. 9개월 동안 운용된 큐브샛은 방사선 환경을 견디며 위성의 자세 제어, 저에너지 영역의 대전입자 관측 등의 임무를 수행했다. 

지구의 중력을 이용해 우주선의 궤도를 소행성으로 유도하는 모습(왼쪽)과 PROCYON 임무 순서 개요.(오른쪽)<사진=나카스카 도쿄대 교수팀 제공>지구의 중력을 이용해 우주선의 궤도를 소행성으로 유도하는 모습(왼쪽)과 PROCYON 임무 순서 개요.(오른쪽)<사진=나카스카 도쿄대 교수팀 제공>

이후에도 세계 최초 성과들이 연이어 등장했다. 도쿄대 학생들이 주도해 지난 2104년 12월 50kg급 심우주 탐사선 'PROCYON'을 쏘아 올리기도 했다. H2A 로켓에 실려 발사된 탐사선은 지구의 중력을 이용해 심우주로 이동했다. 지상에서는 심우주 실험 데이터를 공급받았다. 

JAXA(일본 우주항공연구개발기구)가 독자적으로 개발한 소행성 탐사 우주선 하야부사(MUSES-C)의 임무완수도 일본의 우주 서막이 되는 성과로 꼽힌다.

2003년 5월 가고시마 우주센터에서 발사된 하야부사는 일본어로 '송골매'라는 의미다. 크기가 가로 1m, 세로 1.6m, 높이 2m로 본체 무게는 360kg이다. 지구와 화성 사이에서 타원형 궤도를 그리며 태양 주위를 공전하는 소행성 '이토카와'를 탐사하고 태양계 생성 초기의 모습을 해독하는 임무를 맡았다.

하야부사가 소행성 표면에서 토양을 채취한 뒤 회수 캡슐을 대기권으로 진입시켰다. 캡슐의 모습(왼쪽)과 이를 회수하는 모습(오른쪽 위). 지구로 귀환하는 하야부사의 이미지.(오른쪽 아래).<사진=대덕넷 특별 취재팀>하야부사가 소행성 표면에서 토양을 채취한 뒤 회수 캡슐을 대기권으로 진입시켰다. 캡슐의 모습(왼쪽)과 이를 회수하는 모습(오른쪽 위). 지구로 귀환하는 하야부사의 이미지.(오른쪽 아래).<사진=대덕넷 특별 취재팀>

하야부사는 2년 이상을 날아 지난 2005년 11월 지구에서 3억km 지점의 소행성 이토카와에 착륙했다. 소행성 표면 토양 등을 채취한 뒤 2010년 지구로 귀환했다. 채취성분들이 담긴 회수 캡슐을 대기권에 진입시키며 하야부사 임무는 종료됐다.

사토 이치 JAXA-ISAS 우주과학연구소 박사는 "일본의 소행성 탐사 우주선과 큐브샛 위성 발사를 계기로 국민이 우주에 큰 관심을 끌게 됐다"라며 "우주로 나가야 한다는 개척정신이 2003년 시점에서 시작됐을 것"이라고 평가했다.

나카스카 교수는 "위성을 올리는데 발사 비용까지 수천억원이 소요됐지만 큐브샛 위성은 0.1% 수준인 1억원이면 충분하다"라며 "우주를 위한 도전 장벽이 낮아졌다"고 말했다.

◆ '세계 최초' 도전 유전자 '뉴 플레이어'에 전이

나카무라 유야 대표가 그루스 위성과 함께 사진을 찍고 있다.<사진=대덕넷 특별 취재팀>나카무라 유야 대표가 그루스 위성과 함께 사진을 찍고 있다.<사진=대덕넷 특별 취재팀>

세계 최초 성과를 기반으로 우주 뉴 플레이어에게 도전 유전자들이 새겨지고 있다. 세계 최초 도전에 성공했거나, 도전 중인 우주 벤처들이 지속적으로 활약세를 이어가고 있다.

액셀스페이스(대표 나카무라 유야)는 지난 2013년 웨더뉴스의 민간 최초 상업용 초소형 위성 'WNISAT-1'을 발사하는 데 성공했다. 무게는 10kg. 웨더뉴스란 미국과 일본에서 글로벌 센터를 운영하는 세계 최대 기상 정보 업체다.

WNISAT-1은 고성능 광학카메라를 탑재하고 있으며 지구 상공을 돌면서 북극해 관측 임무를 맡고 있다. 광학카메라로 구름과 얼음도 정확히 구분할 수 있다.

GRUS가 촬영한 2.5 해상도의 이미지.<사진=액셀스페이스 제공>GRUS가 촬영한 2.5 해상도의 이미지.<사진=액셀스페이스 제공>
이뿐만 아니라 액셀스페이스는 지구 관측 인프라 '액셀글로브(AxelGlobe)'를 개발하고 있다. 600km 상공에 초소형 위성 50개를 띄워 실시간 지구 관측 시스템을 만든다는 것.

2017년까지 위성 3개가 올라가며 2020년까지 10개 이상의 위성을 궤도에 진입시킬 계획이다. 오는 2022년까지 50개의 위성을 띄운다는 목표를 가지고 있다. 

초소형 위성 이름은 '그루스(GRUS)'다. 중량은 100kg미만으로 세계 대부분 지역을 매일 2.5m 해상도로 관측할 수 있다.

액셀스페이스는 지상의 자동차, 항구, 컨테이너, 농작물 성장 등의 데이터를 모아 기업에 제공하는 서비스에 나설 예정이다. 경제 동향 파악과 경영 판단에 도움이 될 전망이다.

나카무라 대표는 "미국의 오비탈 인사이트 기업처럼 위성 영상을 활용해 비즈니스를 창출하겠다"라며 "독자적 위성 확보라는 차별성을 무기로 장기적 빅데이터 확보가 가능하다"라고 말했다.


우주에 인공 별똥별을 만들겠다는 벤처 ALE(대표 오카지마 리나)의 세계 최초 도전도 주목된다.

오카지마 대표가 인공 별똥별 역할을 하게되는 금속 구체를 바라보고 있다.<사진=대덕넷 특별 취재팀>오카지마 대표가 인공 별똥별 역할을 하게되는 금속 구체를 바라보고 있다.<사진=대덕넷 특별 취재팀>
ALE은 특수 설계한 마이크로 위성을 사용해 인공 별똥별을 만든다는 도전을 내걸었다.

지구로부터 500km 떨어진 곳에서 블루베리 크기의 금속 구체를 대기층으로 방출한다.

금속 구체는 지구 주위 약 3분의 1정도 거리에서 대기권으로 진입하며 빛을 낸다. 별똥별 효과다. 금속 구체가 인공 별똥별이 되는 것이다.

인공 별똥별은 지구로부터 180km 떨어진 곳에서 보이기 시작한다. 음악회를 비롯해 불꽃놀이 등의 이벤트 현장에서 연출할 수 있다.

한 개의 별똥별은 2~3초 정도 반짝이며 한 번에 10~20개 정도의 별똥별을 방출할 수 있다.

ALE은 버튼을 누르면 20분 뒤 인공 별똥별이 발사되는 기술을 연구하고 있으며 최대 100개의 인공 별똥별 발사를 목표로 두고 있다.

마이크로 위성에는 금속 구체 300~400개가 탑재되며 금속 구체를 모두 사용하면 위성의 역할은 끝나게 된다.

오카지마 대표는 "우주를 엔터테인먼트로 생각하고 있다. 상상 속으로 보는 우주가 아니라 맨눈으로 보는 우주를 보여주고 싶다"라며 "지금까지 우주 비즈니스 영역을 태양계 내부로만 봐왔다. 태양계를 넘어 은하계로 진출하겠다"고 포부를 밝혔다.

유람선, 축구장, 도심 등에서 인공 별똥별 쇼를 만나볼 수 있다.<사진=ALE 제공>유람선, 축구장, 도심 등에서 인공 별똥별 쇼를 만나볼 수 있다.<사진=ALE 제공>

◆ 우주와 IT 결합 "인류의 새로운 문제 해결"

구글이 후원하는 민간 최초 달 탐사 레이스인 '루나 X프라이즈'에 참가하는 하쿠토. 하쿠토 팀원은 일본 우주 벤처 ISPACE(대표 하카마다 타케시)를 중심으로 구성됐다.

루나 X프라이즈는 국가 차원이 아닌 민간에서 우주 개발을 시도한다는 것에 의의가 있다. 레이스 방식은 로봇을 달 표면에 착륙시켜 500m 이상 이동시키면 된다. 이동 중 영상을 촬영해 이를 지구로 가장 먼저 전송한 팀이 우승하게 된다. 우승팀 상금은 약 200억원.

하쿠토가 개발하는 4kg 중량의 로버 모습.<사진=대덕넷 특별 취재팀>하쿠토가 개발하는 4kg 중량의 로버 모습.<사진=대덕넷 특별 취재팀>

2010년 최초 대회 모집에서 34개 팀이 접수했지만 최종으로 레이스에 참가하는 팀은 5개 팀으로 압축됐다. 일본의 하쿠토를 비롯해 이스라엘 '스페이스일', 미국의 '문익스프레스', 인도인 '팀인더스' 그리고 다국적팀인 '시너지문' 등이다.

하쿠토가 개발하는 로버의 총 중량은 4kg이다. 2012년 화성에 착륙한 NASA의 '큐리어시티'가 900kg이고, 중국의 달탐사 로버 '옥토호'가 120kg이다. 하쿠토 로버는 이들에 비해 솜털처럼 가벼운 셈이다.

ISPACE에서 로버를 개발하는 하쿠토팀의 모습. 좁은 공간에서도 다양한 인종의 인재가 모여 회의를 진행하고 있다.<사진=대덕넷 특별 취재팀>ISPACE에서 로버를 개발하는 하쿠토팀의 모습. 좁은 공간에서도 다양한 인종의 인재가 모여 회의를 진행하고 있다.<사진=대덕넷 특별 취재팀>

하쿠토 로버 차체는 비행기 동체 제작에 쓰이는 탄소 섬유로 만들어 무게를 줄였다. 울퉁불퉁한 달 표면에서 부드럽게 이동할 수 있도록 각 바퀴마다 모터를 달았다. 바퀴 자체는 가볍고 내구력이 뛰어난 소재로 제작됐다. 영하 40℃에서 영상 100℃의 온도 변화에 적응할 수 있도록 차체를 은과 고분자물질인 테플론으로 코팅했다.

ISPACE에서 사업개발을 담당하는 이치카와 류타로는 "로버 경량화는 우주 비즈니스에 비용 경쟁력의 중요한 요소가 된다"라며 "우주를 향한 치열한 경쟁에서 데이터화 경험을 쌓아나가겠다"고 말했다.

대학교 졸업 이후 미쓰비시에 취직했던 경험이 있는 이치카와 담당자는 "과거 일본 우주산업을 4개 대기업과 정부가 맡아왔다"라며 "경직된 대기업을 벗어나 유연한 조직인 민간에서 뉴 스페이스 바람에 동참하고 싶었다"고 덧붙였다.  

하카마다 대표는 "이번 달 탐사 레이스는 일본의 우주 비즈니스 출발점에 불과하다"라며 "소형 로버가 완성되면 실패를 두려워할 것 없이 우주로 향한 물자 운반이 쉬워질 것"이라고 단언했다.

카네모토 스페이스시프트 대표가 기업 설립 배경을 설명하고 있다.<사진=대덕넷 특별 취재팀>카네모토 스페이스시프트 대표가 기업 설립 배경을 설명하고 있다.<사진=대덕넷 특별 취재팀>

지난 2009년 설립된 스페이스시프트(대표 카네모토 나루오)는 소형 인공위성을 동남아시아에 판매하고 있다. 손바닥에 올릴 수 있는 크기의 인공위성 본체 가격은 약 900만원에 불과하다.

또 스페이스시프트는 인공위성을 직접 쏘아올린 액셀스페이스, 캐논, ICEYE 등으로부터 위성 데이터를 공급받아 분석하고 있다. 카네모토 대표는 내각부 우주개발 전략 추진 위원회에 참여해 우주기술 활용 예측 시나리오도 구성했다.

카네모토 대표가 내각부 우주개발 전략 추진 위원회에 참여해 구성한 인공위성 활용 지상 시나리오.<사진=스페이스시프트 제공>카네모토 대표가 내각부 우주개발 전략 추진 위원회에 참여해 구성한 인공위성 활용 지상 시나리오.<사진=스페이스시프트 제공>

위성으로 바다 속 플랑크톤 위치를 파악하고, 플랑크톤 주변에 몰린 물고기를 드론이 잡아온다. 또 물고기는 드론이 가정까지 배달한다. 어업을 자동화한 시나리오다. 이처럼 인공위성으로 로봇에 자동으로 업무를 지시하는 환경을 기획하고 있다.

카네모토 대표는 "위성에서 바라보는 지구는 감출 수 없다. 우주에서는 모든 것이 보인다"라며 "우주와 IT가 연결돼 인류의 새로운 문제해결이 가능해질 것"이라고 확신했다.

이뿐만 아니라 재사용 가능한 비궤도 우주선을 개발하는 PD에어로스페이스 기업을 비롯해 민간 최초로 우주로켓을 발사한다는 인터스텔라테크놀로지 기업까지 일본 벤처들이 우주를 향한 개척의 행보가 멈추지 않고 있다.

일본 도쿄 = 박성민 기자의 다른 기사 더보기
독자의견
로그인 독자분들의 소중한 의견은 과학과 국민을 잇는 밑거름이 됩니다
0/ 300자