 ▲ 2019년 5월 우주에 나열된 스타링크 통신위성 60기의 모습 .출처: wikipedia ©이일영 칼럼니스트 |
시대의 귀재 일론 머스크가 세운 민간 우주개발기업 스페이스X사의 거점은 시애틀에서 동쪽으로 16마일 지점인 워싱턴주 레드먼드에 소재하고 있다. 컴퓨터 시대의 황제 빌 게이츠의 꿈을 이룬 마이크로소프트 본사가 이곳에 있다.
민간 우주개발기업 스페이스X사 생산라인에서는 매달 120개 이상의 인공위성이 만들어지고 있다. 지금까지 스페이스X는 2,000개 이상의 위성을 생산하였다. 이처럼 많은 위성이 만들어진 이유는 무엇일까? 대다수가 통신위성이라는 사실에서 해답을 찾게 된다.
2015년 일론 머스크 회장은 우주 공간에 1만2,000여 개의 통신위성을 쏘아 올려 세계 모든 지역에서 최저비용 또는 무료로 초고속 인터넷 서비스를 사용할 수 있는 스타링크(Starlink) 프로젝트를 발표하였다.
이어 2018년 2월 22일 (Microsat-2a)와 (Microsat-2b)라는 테스트용 모델을 뜻하는 프로토타입(proto type) 통신위성을 스페이스 X 로켓 발사체 팰콘 헤비(Falcon Heavy)로 발사하여 정상 궤도에 진입하였음을 밝혔다. 당시 일론 머스크 회장은 달나라 스트리밍(streaming) 프로젝트를 설명하였다.
세계 최대의 이동통신사인 영국의 보더폰(Vodafone)사와 핀란드 통신장비 제조사인 다국적 기업 노키아(Nokia), 독일의 자동차 회사 아우디(Audi)와 협력하여 우주 공간에서 지구에 실시간으로 영상과 음성을 전송하여 세계 어느 곳 누구나 이를 받아 볼 수 있는 스트리밍사업의 출발을 알린 것이다.
현재까지 공개된 자료에 의하면 이러한 계획으로 2021년 현재 우주에 쏘아 올린 통신위성은 1,737개이다. 모든 위성은 지정된 괘도에서 주어진 임무를 수행하고 있다. 이러한 바탕에서 2021년 9월 현재 시험용 베타 서비스가 17개국에 제공되고 있다.
2020년 8월 미국지역 최초의 베타버전이 공개되어 통신 시험이 시작된 이후 올해부터 캐나다. 영국. 독일. 뉴질랜드. 호주. 프랑스. 오스트리아. 네덜란드. 벨기에. 아일랜드. 덴마크. 칠레. 포르투갈. 스위스 순으로 베타버전이 공개되어 9월 현재 폴란드와 이탈리아가 추가되었다. 오는 10월에는 멕시코가 추가될 예정이며 내년 2022년에는 아시아 지역으로는 유일하게 일본지역 베타버전 공개가 예정되어 있다.
이는 향후 세계 인터넷 통신 시장의 방향과 장악을 의미한다. 이러한 통신위성 시스템을 요약하면 다음과 같은 내용이 정리된다. 먼저 우주에 쏘아 올린 위성에 우주 기지국이 만들어지게 된다. 이러한 위성과 위성이 서로 중계하여 정보를 전달하고 지상에서 이를 자유롭게 통제하고 제어하는 시스템을 말한다.
통신위성은 정지궤도 위성과 저궤도 위성으로 구분된다. 정지궤도 위성이란 적도 상공 3만5,800km 지점에서 지구와 같은 속도로 움직이는 위성이다. 이러한 이해를 위해서는 정지궤도에 대한 이해가 필요하다. 적도 상공 3만5,800km 지점 즉 정지궤도는 지구의 궤도 주기와 같은 유일한 궤도로 쉽게 지구에서 볼 때 언제나 그 자리인, 즉 고정된 자리라는 뜻이다.
대부분의 통신위성과 기상 관측 위성은 이와 같은 정지궤도에 자리를 잡는다. 그러나 각 위성 간의 일정한 간격이 필요하기 때문에 국제기구에 의하여 지점이 배당되고 인가된 위성만 이러한 정지궤도에 자리할 수 있다.
우리나라는1995년 8월 국내 최초의 통신용 정지 궤도 위성 무궁화1호를 발사한 후 2010년 6월 27일 기상관측과 통신위성을 겸한 천리안 위성을 정지궤도인 지구 적도 상공 고도 36,000km, 동경 128.2도에 성공적으로 쏘아 올려 세계에서 10번째 정지궤도 위성 보유국이 되었다. 이후 더욱 발전된 기능의 첨단 위성으로 2018년 기상관측 위성 천리안2A와 2020년 2월 복합위성 천리안 2B가 성공적으로 정지 괘도에 안착하였다.
또한, 2020년 7월 20일 미국 케이프커내버럴 공군기지에서 성공적으로 발사된 군 전용 통신위성인 아나시스 2호(ANASIS-Ⅱ)도 고도 3만 6,000km 정지궤도에 존재한다, 이는 세계에서 10번째 전용 군사위성으로 스페이스X의 수거용 로켓 팰컨9에 의하여 발사된 것이다.
정지궤도 위성의 역사는 세계 최대 항공기업 보잉사의 보잉위성개발센터(B.S.D.C)의 전신인 휴즈 스페이스 앤 커뮤니케이션스가 1961년부터 실험을 계속하여 1964년 정지궤도에 성공적으로 쏘아 올린 신콤 3호(Syncom) 위성이 최초의 통신위성 시대를 열었다. 이 위성으로 1964년 일본 도쿄올림픽 경기가 세계에 최초로 생중계할 수 있었다.
이와 같은 관점에서 반드시 살펴야 할 위성이 바로 저궤도 위성이다. 이는 지구에서 200km에서부터 6,000km 이내의 상공에 있는 위성을 말한다. 지구의 자전 속도보다 빠른 속도로 움직이는 저궤도 위성은 지구와 가까운 거리의 이점으로 정밀한 관측과 통신의 효율성이 높다. 특히 산악지대와 같은 지형 조건에 그 효율성이 크다. 그러나 빠른 속도로 움직이는 까닭에 큰 저항의 대기 마찰로 현재의 소재와 기술력으로는 수명이 불과 3년이라는 문제를 가지고 있다.
민간 우주개발 기업 스페이스 X사가 생산하고 있는 대량의 위성은 이와 같은 저궤도 위성이다. 1,300㎞ 지점의 저궤도를 도는 광대역 인터넷 위성을 띄워 글로벌 광대역 위성 시스템을 구축하겠다는 것이다. 이후 더 낮은 궤도를 도는 위성을 쏘아 올려 세계 모든 지역에서 초고속 인터넷을 사용하게 하는 것이다.
일론 머스크는 이와 같은 야심 찬 계획을 위하여 발사 비용과 위성 제작비용을 줄이기 위한 끝없는 노력을 해왔다. 이를 바탕으로 첨단 소통기술을 개발하여 차별화된 시스템으로 양질의 저비용 인터넷 위성 정보산업을 구현하겠다는 전략과 계획의 실현이 멀지 않아 보인다. 나라의 젊은이들이여! 세계를 보라! 미래를 보라! artwww@naver.com
필자: 이일영
한국미술센터 관장. 칼럼니스트. 시인
