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Nikkei Electronics_2021.12 Innovator (p19~23)

일본의 강점을 우주에서 살려야
미국을 흉내내도 소용없다
와카타(若田) 우주항공연구개발기구(JAXA) 특별참여·우주비행사의 인터뷰

민간 우주여행의 연이은 성공과 함께 빠른 속도로 증가하고 있는 지구 저궤도의 인공위성. 그리고 2022년에 시작될 본격적인 달 탐사·개발. 고성장 산업으로 기대를 모으고 있는 우주 비즈니스의 문이 드디어 본격적으로 열리고 있다. 이 상황을 과거 2번에 걸친 국제우주스테이션(ISS)에서의 장기 체재를 경험하고, 2022년에 다시 ISS에 장기간 체재할 예정인 와카타 우주비행사는 어떻게 보고 있을까? 우주 비즈니스에 대한 그의 전망을 들어 보았다.

Q. 올 9월에는 미국의 스페이스X가 민간인 4명이 참여한 우주여행 미션 'Inspiration 4'를 성공시키는 등, 올해 들어 민간 우주 여행 성공이 이어지고 있습니다. 와카타 씨는 이 상황을 어떻게 보고 계십니까?

A. 올해는 그야말로 민간 우주 여행 개막의 해라고 할 수 있다. 우주 비행사의 한 사람으로서 당연히 이 움직임을 환영한다. 이렇게 해서 민간 우주 여행이 확대된다면 JAXA가 목표로 하고 있는 지구 저궤도를 경제 활동의 장으로 만드는 것을 추진하는 기폭제가 될 것이다. 이를 통해 경쟁 원리가 작용하고, 우주로의 수송 비용 절감 등 경제 활동이 발전하기 위한 여건이 갖춰지게 될 것이다. 우주의 이용이 많은 사람들에게 보다 친숙해지게 되는 등, 궁극적으로는 유인 우주 탐사의 효율적인 추진으로도 이어질 것으로 보고 있다.

Q. Inspiration 4에 참여한 민간인들은 우주 여행을 위해 약 5개월간 훈련을 받았다고 합니다. 앞으로 우주 여행이 일상화된다면, 특별한 훈련 없이도 우주에 갈 수 있게 될까요?

A. 우주 미션 프로그램의 내용이나 시스템의 성숙도에 따라 다르다고 생각한다. 예를 들어, 우주왕복선은 시스템이나 미션 내용이 복잡해 장기간의 전문적인 훈련을 통해 운영 능력을 습득한 사람이 아니면 미션을 안전하고 효율적으로 성공할 수 없는 부분이 있다.

그러나 이번 Inspiration 4에서 사용된 우주선 ‘Crew Dragon’은 기존 우주선에 비해 자동제어를 통한 비행 범위가 확대되어 있어 지상 자율주행차에 비유할 수 있다. 미국 블루오리진의 우주선 'New Shepard'도 전자동으로, 탑승자가 조종에 관여할 필요가 없다. 물론 우주선의 각 시스템이 제대로 작동하지 않는 경우에도 안전하게 비행하기 위한 검증은 필요하지만, 지구 저궤도 우주왕복선은 자율 항해를 통해 안전하게 우주 비행을 할 수 있는 방향으로 가고 있다고 생각한다.

Q. 미국 벤처기업들의 잇따른 민간 우주여행 성공 배경에는 어떤 요인이 있을까요?

기업 스스로가 주도적으로 여러 가지 개발을 할 수 있는 인재나 자금력을 가지고 있다는 점은 크다고 생각하지만, 이 모든 것을 제로에서 민간 기업이 만들어 낸 것은 아니다. 미국 정부가 민간기업에 대해 일정한 수요를 보증하고 개발 자금을 제공하는 일종의 ‘앵커테넌트(Anchor Tenant)’가 되어 민간 기업의 활동을 뒷받침해 온 것이 성과로 나타나고 있는 것이다.

예를 들면, Crew Dragon 개발로 이어진 ‘Dragon1’(화물기)’은 스페이스X만의 자금으로 개발된 것이 아니라, 미항공우주국(NASA)의 ISS에 대한 상업보급서비스(CRS) 계약 하에서 화물기의 개발·운용이 추진되었다. 그 기술과 운용 경험을 기반으로 다음 단계인 NASA의 ISS에 대한 상업 유인 수송 계약 하에서 유인기 Crew Dragon 개발이 효율적으로 진행되었다.

구체적으로는, NASA가 최초로 ISS에 물자를 보급할 서비스 제공자로 스페이스X와 노스롭그루먼(Northrop Grumman)을 선정, 일본의 ‘고우노토리(こうのとり)’에 해당하는 ISS 물자 보급기 개발 및 운용 계약을 맺었다. 그 다음 단계로, ISS로의 우주비행사 수송을 위해 스페이스 X와 보잉을 선정하고 민간 사업 이관을 진행하였다. 실제로 Crew Dragon은 JAXA의 우주비행사 노구치(野口) 씨와 호시데(星出) 씨 등의 ISS 장기 체재 미션을 위한 왕복에도 사용되고 있다.

이러한 활동의 성과가 이번 Inspiration 4와 같은 NASA와 무관한 민간 기업의 미션 성공으로 이어지고 있다. 그러한 의미에서 역시 국책은 매우 중요하며, 일본도 달·화성으로의 국제 우주 탐사를 내다보고 ISS를 포함한 지구 저궤도에서의 활동 가치 및 역할을 제대로 인식해 대응을 추진해나갈 필요가 있다고 생각한다.

예를 들면, 문부과학성의 우주개발이용부회(宇宙開発利用部会)는 올해 2월, ‘ISS를 포함한 지구 저궤도 활동의 이상형에 대한 중간 정리’를 보고했다. 보고에서는 지구 저궤도에서의 활동 비용 대비 효과를 높이면서 그 특수한 환경을 지식 창조에 활용해나가는 것, 국제 우주 탐사에 필요한 기술 실증의 장으로서 ISS를 최대한 활용해 나가는 것, 또한 지구 저궤도를 민간 비즈니스의 장으로서 지속적으로 정비해나가는 것의 필요성 등이 제시되었다.

Q. 일본의 기업들은 미국의 우주 벤처기업들에 비해 자금 조달 능력 등에서 뒤쳐져 있습니다. 우주 분야에서 어떻게 승부를 낼 수 있을까요?

A. 단순히 미국의 흉내를 내는 것이 상책은 아닐 것이다. 일본이 우위성을 가진 기술을 강점으로 도전해나가야 한다. 스페이스X나 블루오리진과 같이 유인 수송 수단을 독자적으로 개발하는 것에는 상당한 자금력이 필요하며, 이것은 일본기업에게 아직 무리이다.

한편, ‘하야부사 2’와 같이 미소(微小)중력 천체인 소행성 등에 가서 샘플을 수집해 돌아오는 등의 활동은 거대한 로켓을 보유하는 미국이나 러시아에서도 실현되지 못한 일본의 독보적인 능력이라고 말할 수 있다. 또한, ISS로부터의 초소형 위성 방출이나 기보우에 개설된 우주와 지상을 쌍방향으로 연결한 ‘KIBO 우주 방송국’ 등도 일본이 세계 최초로 성공한 것이다.

현재 세계의 주목을 끌고 있는 것은 달 탐사에서 활용할 수 있는 모빌리티이다. 아직 개발 프로젝트 단계에는 도달하지 못했지만, JAXA와 도요타자동차가 유인여압(有人與壓) 로버의 공동 연구를 추진하고 있다. 달 탐사에서 일본 자동차회사가 쌓아 온 신뢰성이 높은 기술을 활용할 가능성이 있다. ISS에서 사용되고 있는 카메라의 대부분은 일본제품으로, 다양한 분야에서 일본 산업계가 이미 가지고 있는 기술적인 강점을 살려 우주 비즈니스로 연결해나갈 수 있을 것으로 기대된다.

-- 일본에게 기대가 모아지고 있는 4개 분야 --

Q. 달 탐사·개발에서 일본은 미국의 ‘아르테미스(Artemis)계획’을 함께 추진해나가게 되었습니다. 그 의의를 어떻게 파악하고 있습니까?

A. 일본이 아르테미스 계획에 참가하는 의의의 핵심은 인류의 활동 영역 확대와 지적 자산 창출이라고 하는 국제 협력 프로젝트에서 일본이 ‘과학기술 창조 입국’으로서 주체적으로 기여하는 것으로, 외교적 존재감 향상과 국제 평화 실현, 더 나아가 산업 진흥·기술 이노베이션, 교육·인재 육성을 추진해나가는 점에 있다.

달이나 화성의 유인 우주 탐사와 이에 선행하는 로봇을 이용한 무인 탐사 미션 등은 아무리 우주 초강대국이라고 해도 한 나라가 모두 추진하는 것은 비효율적이고 어려운 것이 현실이다. 중국은 독자적인 유인 우주 활동을 진행하고 있지만, 그 이외의 국가들은 각각이 가지는 기술과 노하우, 인적·자금적인 자원을 집결해 ISS 계획으로 대표되는 국제 협력이라고 하는 형태로 추진해나가는 것이 효율적이라고 생각하고 있다.

Q. 아르테미스 계획에서 일본에게 특히 기대되고 있는 역할은 어떤 것이 있을까요?

A. 아르테미스 계획 중에서 최초로 시작되는 것이 ‘게이트웨이(Gateway)’라고 하는 달을 주회하는 우주 스테이션 건설이다. 초기 단계에서의 규모로는 ISS에 비해 상당히 작은 거점이다. 일본도 2020년 12월, 정부 차원에서 일·미 간의 달 주회 유인 거점인 게이트웨이 양해각서에 서명, 정식 참가가 결정되었다. 중요한 것은 게이트웨이의 준비 단계에서 미국, 유럽, 캐나다와 함께 일본이 파트너로서 기여할 수 있게 되었다는 점이다.

여기서 일본에게 기대되고 있는 것은 일본이 가지고 있는 유인 우주 기술을 통해 달 탐사에 기여해나가는 것으로, 크게 나누면 ①심우주 보급 기술, ②유인 우주 체재 기술, ③중력 천체 이착륙 기술, ④중력 천체 탐사 기술의 4개 분야가 있다. 구체적으로는 초기 단계의 게이트웨이에서의 생명 유지, 환경제어 시스템의 구성 요소를 제공해나갈 예정이다. 게이트웨이에는 소형의 거주동이나 국제 거주동 등의 모듈이 있으며, 여기에 일본이 참여해 보유하고 있는 유인 체재 기술을 활용하기 위한 개발이 현재 진행되고 있다.

또한, ISS로의 물자 보급기인 고우노토리는 2020년까지 전체 9호기까지의 미션을 100% 성공, 현재 그 후속기인 ‘HTV-X’ 개발이 급속하게 추진되고 있다. 이 HTV-X 기술을 활용해 게이트웨이에 물자를 보급하는 형태의 기여는 미국도 기대하고 있다.

Q. 민간 기업의 비즈니스라는 관점에서 우주 분야는 투자 회수에 오랜 시간이 걸리고, 지상과 비교해 성과가 나오기 힘들다는 어려움이 있습니다. 이러한 장벽을 어떻게 극복하면 좋을까요?

A. 장기적으로 볼 때 인간이 달에 지속적으로 머무르며 사회를 구축할 수 있게 된다면 산업 생태계가 만들어질 수 있다고 생각한다. 그러나 이것이 실현되는 것은 2040년대 또는 2050년대로, 상당히 먼 이야기이기 때문에 단기적으로는 어떤 비즈니스 기회를 찾아내거나, 우주 탐사에 참가해 얻을 수 있는 메리트를 생각할 필요가 있다. 이른바 비(非)우주 분야의 기업도 우주 탐사를 위한 기술개발에 도전하는 것은 과제 해결 능력을 획득할 수 있는 등, 인재 육성 면에서의 효과도 기대할 수 있다고 생각한다.

JAXA의 '우주탐사 이노베이션 허브(탐사 허브)'는 다양한 분야의 인재와 지식이 모인 조직을 구축해 지금까지 없었던 새로운 체제와 대응으로 JAXA 전체에 우주 탐사와 관련된 연구의 전개 및 정착을 목표로 하고 있다. 탐사 허브에서는 ‘듀얼 유틸라이제이션(Dual utilization)’이 핵심이다. 우주 탐사를 위한 기술 개발만이 아닌, 탐사허브에서 쌓은 지식 등을 지상용 제품·서비스 개발에도 연결하는 것이다. 이러한 접근 방식이 우주 탐사의 기본 방향을 바꾸고, 동시에 지상의 기술에 혁명을 일으키는데 있어 중요하다고 생각한다.

Q. ISS를 2024년까지 운용하는 것을 세계 5개국(일.미.러.유럽.캐나다)이 정부 차원에서 합의했습니다. 그 이후는 어떻게 되는 것일까요?

A. 그 문제에 대해 현재 세계 각국의 정부와 우주 기관들이 논의하고 있으며, 2030년 정도까지는 안전하게 사용할 수 있다는 기술 평가도 나오고 있다. 하지만, ISS도 언젠가는 퇴역하기 때문에 민간기업들이 지구 저궤도에서의 경제활동을 추진하는데 있어 ISS라고 하는 뛰어난 활동 거점을 최대한 활용하는 것이 반드시 필요하다고 생각하고 있다.

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