일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2023.4.10

첨단 기술 뉴스 플러스
일본 발 기술로 '바다의 DX 기반' 구축
NEDO, 경제안보 중요 기술 육성을 시작

'일본이 지정학적 우위성을 이용해 '자유롭고 열린 인도-태평양 구상'을 실현하기 위해서 우주를 활용한 일본 주변 해역 및 해상 교통로(Sea Lines) 주변 해역의 해양 상황 파악(MDA: Maritime Domain Awareness) 능력을 강화할 필요성이 있다'.

바다의 DX(디지털 트랜스포메이션) 기반 기술인 '위성 VDES(VHF Data Exchange System)' 구축을 위한 정부의 지원 사업이 시작되었다.

NEDO(신에너지 산업기술종합개발기구)는 3월 27일, ‘경제 안전 보장 중요 기술 육성 프로그램’(K Program)에서 실시하고 있는 연구개발의 제1탄인 ‘선박용 통신위성 콘스텔레이션을 통한 해양 상황 파악 기술의 개발 및 실증’을 개시. 사업 위탁처로 IHI, ArkEdge Space(도쿄), LocationMind(도쿄)를 선택했다. 사업 기간은 2022~2029년의 8년 간으로, 예산은 147억엔이다.

위성 VDES는 VHF대(초단파) 전파를 사용하는 VDES라고 하는 통신방식으로, 지상(선박-지상해안국, 선박-선박)뿐만 아니라, 위성 콘스텔레이션(군집위성 시스템)을 통해 지구 전체를 실시간으로 커버하는 통신 네트워크이다.

선박의 안전한 운항에 도움이 되는 정보뿐만 아니라, 선박 및 컨테이너의 물류 관리, 선박의 엔진 상태 감시 등 다양한 정보 교환을 상정하고 있다. 향후에는 선박의 자동 운항, 저에너지 운항의 기본적인 통신에 불가결한 존재가 될 가능성이 높다.

위성 VDES는 '차세대 AIS(선박자동식별장치)'라고도 불린다. AIS는 선박의 식별 부호와 종류, 위치, 침로, 속력, 항행 상태 등을 VHF대로 발신하는 장치로, 국제해사기구(IMO)가 규정한 SOLAS 협약(국제해상인명안전협약)에 따라 모든 여객선과 국제 항해에 종사하는 300톤 이상의 선박과 국제 항해에 종사하지 않는 500톤 이상의 선박에 대한 탑재가 의무화된 국제표준 장치이다. 현재 세계적으로 약 25만 척에 탑재되어 있다.

하지만 AIS는 약 20년 전 탑재가 의무화된 기술로, 과제도 많다. 예를 들면, 1) 쌍방향이 아니라 단방향으로 정보를 발신하기 때문에 상대 선박이 수신했는지 확인하기 어렵다, 2) 어선이나 소형 선박에는 탑재 의무가 없어 모든 선박에 탑재되는 것은 아니다, 3) 항상 전원이 켜있는 것이 의무화되어 있지만 끌 수도 있다(수상한 선박 등에서 많다), 4) 정보는 스푸핑(사칭)이 가능하다, 5.지상 해안국으로부터 전파를 수신할 수 있는 범위는 최대 약 20~50km에 불과하다 등이다.

이러한 과제들을 해결하기 위해 NEDO가 추진하고 있는 것이 2026년경의 국제 표준화가 전망되고 있는 위성 VDES 구축이다.

구체적으로는, 1) 쌍방향 통신화로 자기 선박의 정보가 상대에게 전달된 것을 확인할 수 있다, 2) 통신 레이트를 AIS의 최대 32배인 약 300kbps(비트/초)로 고속화할 수 있다, 3) 지상뿐만 아니라 위성 콘스텔레이션으로 지구 전체를 커버할 수 있다, 4) 데이터의 암호화와 인증 기능에 대응함으로써 보안을 담보할 수 있다는 등의 특징이 있다.

주위가 바다로 둘러싸인 해양대국 일본으로서는 안전보장과 경제적 측면에서 이 차세대 기반을 타국에 의존하지 않고 구축해둘 필요가 있다. 서두의 문구는 NEDO가 위성 VDES를 K Program으로 선택한 배경을 말한 것이다.

경제산업성 제조산업국의 이나(伊奈) 우주산업 실장은 “위성 VDES는 기반 인프라이기 때문에 기술을 자국에서 보유할 필요가 있다. 정부로서는 일본이 경쟁에서 앞설 수 있는 영역이라고 생각해 중요 기술 육성 사업으로 채택하게 되었다”라고 말한다.

-- 30~40기의 위성이 필요 --
이번 사업에서는 우주에서 선박의 동정에 대한 정보를 망라해 수집할 수 있는 해양 상황 파악에 필요한 위성 기술과 양방향 통신을 통한 해사(海事) 정보의 집약 및 공유를 위한 데이터 플랫폼 기술의 연구개발과 실증을 추진한다.

구체적으로는 50kg급 이하의 초소형 위성에 의한 VDES 콘스텔레이션 시스템과 데이터 플랫폼을 구축해 일본의 배타적경제수역(EEZ) 및 지구 규모로 시스템 실증을 실시할 계획이다.

IHI는 국내 우주항공 분야의 선도 기업이며, ArkEdge Space는 초소형 위성기술, LocationMind는 위치정보 AI(인공지능) 분석기술에 강점을 가진 스타트업이다.

ArkEdge Space의 후쿠시로(福代) CEO는 “2027년까지 10~20기를 발사해 실증을 실시하고 싶다. 일본에게 있어 중요한 EEZ와 인도-태평양 지역을 커버하려면 30~40기 체제의 콘스텔레이션이 필요할 것이다. VDES의 위성은 6U(CubeSat 규격에서 기본 유닛인 1U는 10cm×10cm×10cm 사이즈) 정도의 사이즈가 될 것으로 보고 있다. 하지만, VHF용의 안테나는 1m 전후로 크기 때문에 수납과 전개 기구에 대한 연구가 필요하다”라고 말하고 있다.

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