“우주개발 전략 이렇게”… 문홍규 한국천문연구원 우주탐사그룹장

우주 환경은 가혹… 극한기술 필요
기술적 한계 타개할 돌파 기술도
달의 희귀광물 경제적 가치 무궁
우주 경제 ‘부상’ 미래 먹거리 주목

韓, 중력권 벗어난 탐사 기술 늦어
美 ‘아르테미스’ 동참 장기 계획을
우주항공청, 부처급으로 격상해야
지역 간 기관 유치 경쟁 비쳐 걱정

우린 프로젝트만으로 30년 버텨
정부가 장기 프로그램 제시해야

기술이 경제이자 안보인 시대다. 최근 반도체가 4차 산업혁명의 핵심 기술로 부상하면서 미중 패권 경쟁의 핵심 무기로 등장했다. 앞으로는 우주다. 우주는 지구에 한정된 자원 채굴과 경제활동을 확장하고 첨단 기술이 맞붙는 새로운 전쟁터다. 미국은 16일 반세기 만에 무인 달 탐사선 아르테미스 1호를 발사했다. 우리나라도 지난 7월 국내 독자 기술로 개발한 한국형 발사체 ‘누리호’ 발사에 성공한 데 이어 우주항공청 신설을 추진하는 등 본격적인 우주 개발에 시동을 걸고 있다. 문홍규 한국천문연구원 우주탐사그룹장을 지난 11일 만나 우주 개발 방향에 대한 이야기를 들었다.

-미국이 다시 달 탐사에 나섰다. 왜 우주 개발이 중요한가.

“우주의 환경은 극단적이며 가혹하다. 시간과 거리 척도는 일상의 경험을 벗어나 있고 중력·속도·온도·압력 같은 물리 조건은 우리의 감각 밖에 있다. 이런 환경에서 사용하는 장비와 부품은 극단의 온도 변화와 진공, 방사선 환경을 견뎌야 한다. 한마디로 ‘극한 기술’이다. 또 우주 기술은 기술적 한계를 타개하는 ‘돌파 기술’이다 보니 이를 이용해 인류가 직면한 의료·환경 같은 ‘현재의 지구 문제’도 해결할 수 있다. 바로 우주에 미래가 있는 이유다.”

-우주 공간에 적용하는 극한 기술을 구체적으로 설명하면.

“우주 선진국들이 장기 과제로 추진하는 화성 탐사를 예로 들겠다. 화성 착륙에는 극한 기술과 돌파 기술이 쓰인다. 화성 대기권 진입과 하강, 착륙은 일부 우주 패권국들의 전유물이다. 우주선이 화성 대기를 통과하는 ‘공포의 7분’간 통신장치는 무용지물이 돼 자율 유도·비행은 물론 열차폐 기술이 적용된다. 미 군수업체 록히드마틴은 탐사선이 화성 대기를 통과할 때 열과 압력으로부터 이를 보호하는 캡슐을 독점 납품한다. 글로벌 우주업체는 대부분 글로벌 군수업체이다.”

-‘우주 기업=군수 업체’는 우주기술의 이중 용도를 보여 준다.

“우주 기술에는 평화와 안보라는 양날의 칼이 있다. 따라서 우주는 안보와 외교, 과학 탐사가 전략적으로 연결된 독특한 영역이다.”

-우주 패권 경쟁이 치열하다.

“과거 대항해 시대에는 항해술을 이용해 먼 바다로 나간 나라가 패권을 유지했다. 우주 항법이 중요한 지금 달과 지구 궤도에서 패권 다툼이 벌어지고 있다. 헬륨3와 희토류 같은, 달에 있는 희귀광물의 미래 경제적 가치 때문이다. 패권국들의 관심이 물얼음이 있는 달의 남북극에 쏠리다 보니 자칫 우주에서 진영 간 무력 충돌로 이어질 수 있다는 우려도 있다.”

-특히 최근 중국이 독자적으로 우주정거장을 완성해 놀랐다.

“중국은 아직 미국을 앞지르지 못하지만 지난해 궤도선과 착륙선, 로버 등 세 가지를 한꺼번에 보내 화성 탐사에 성공했다. 미국도 하지 못한 일이다. 최근 독자적인 우주정거장도 건설했다. 지금까지 우주정거장은 미국·러시아가 공동 운용하는 국제우주정거장(ISS)이 유일했다. 지구 밖 공간은 미중 패권이 격돌하는 또 다른 전장(戰場)이 되고 있다.”

-우리나라의 우주 개발은 어느 수준인가.

“지난 30년간 한국은 중소형 위성 제작과 같은 핵심 기술을 확보했으며 지난 7월 한국형 발사체인 누리호 발사에 성공했다. 지난 8월 첫 달 탐사선 다누리를 궤도에 투입했다. 하지만 한국은 지구 중력권을 벗어난 탐사에서는 아직 갈 길이 멀다. 미국은 ‘아르테미스 계획’을 통해 달을 거쳐 화성에 유인기지를 건설하고 인류의 생활권과 경제권을 화성 밖 천체들까지 확대하겠다는 원대한 계획을 세웠다. 한국도 이러한 활동에 동참하는 장기 계획을 세울 때다. 거기서 극한 기술과 돌파 기술을 손에 넣을 수 있지 않나. 세계 경제 10위의 국가 위상에 비해 우주 탐사 분야는 한참 뒤처진 게 사실이다.”

-최근 정부는 우주항공청 설립을 위해 관련 예산을 확보했다. 어떤 역할을 하나.

“미 항공우주국(NASA)을 모델로 우주 거버넌스를 총괄할 전담 조직을 만들겠다는 구상이다. 국가 우주전략을 체계적으로 수립·추진하기 위해 연구개발·안보·산업·외교 등 여러 부처에 걸친 정책과 업무를 총괄하는 사령탑이 필요하다. 10개 유관 부처 간 협력을 이끌어 내려면 대통령실 산하 독립기관이거나 국무회의에 참석하는 부처급으로 격상해야 한다.”

-우주항공청 추진에 어려움은.

“중요한 것은 철학과 비전 위에 중장기 프로그램을 마련해야 하는데 구체적인 청사진을 찾기 어렵다. 미래 국가 우주전략과 공공·안보·상업 우주부문의 역할과 균형은 뒷전으로 밀린 채 지역 간 기관 유치 경쟁으로 비쳐져 전문가들의 걱정이 크다. 10대 우주 전담기관 중 7곳의 본부가 수도에 있다. 행정부 등과 긴밀한 협조가 필요하기 때문이다.”

-우주 연구는 어떻게 접근해야 하나.

“우리 정치권에서는 발사체와 위성 만드는 일만 우주 산업으로 본다. 하지만 눈을 조금만 해외로 돌려도 판을 잘못 읽고 있다는 것을 알 수 있다. 1998년 국제우주정거장이 건설된 이후 약 3000회의 과학실험이 이뤄졌다. 우주과학과 지구과학, 물리 실험, 인체 연구, 기술 실험뿐 아니라 1200회 넘는 생물 실험과 생명공학 실험을 해서 엄청난 성과를 거뒀다.”

-과학 실험을 우주에서 하는 이유는.

“우주정거장은 중력에 방해를 받지 않아 지상과는 다른 환경을 제공하기 때문이다. 단백질은 중요한 치료제에 많이 쓰이는데 제조 과정에서 불순물이 들어가기 쉽다. 게다가 단백질은 형태가 일정치 않아 불안정한 데다 결정질 단백질은 안정적이다. 지상에서는 단백질 결정 성장이 중력의 방해를 받지만 우주에서는 빠르고 안정적으로 성장한다. 덕분에 순도 높은 약품을 만들 수 있다. 미국, 이스라엘, 프랑스, 영국 등이 우주 의학에 투자하는 이유다. 2016년 ISS 내 상업 실험이 허용된 이후 아스트라제네카 같은 거대 제약업체들이 우주 의학실험에 참여하고 있다. 또 중력 때문에 지구에서는 인공장기 3D 프린팅이 실패하지만 우주에서는 다르다. 최근 테크샷이라는 기업은 심장과 뼈 조직을 ISS에서 3D 프린팅하는 데 성공했다. 무중력 상태이기 때문에 가능한 일이다.”

-우주 산업의 경제적 파급 효과는.

“우주 기술을 검증·적용하고 제품과 서비스를 공급하는 우주 경제가 급부상하고 있다. 우주 경제에서 발상체와 위성이 차지하는 비중은 5.7%에 불과하다. 오히려 위성서비스(37%), 지상 관제시설(34%), 상업 우주비행(23%) 같은 응용 분야에서 더 큰 부가가치가 창출된다. 우리는 전통적인 하드웨어 중심의 우주 산업을 육성하는 동시에 앞으로 고부가가치 우주 산업으로 시선을 돌려야 한다.”

-우주 계획에서 정부와 기업의 바람직한 역할 분담 방향은.

“아랍에미리트(UAE)는 100년 뒤 미래 우주 계획을 정부 웹사이트에 공개한다. 2117년까지 시카고 규모의 화성 도시를 완공한다는 프로젝트를 추진 중이다. 중간 단계로 축구장 24개 면적보다 큰 17만㎡ 넓이의 사막복합센터 설계에 들어갔다. 정부가 장기 우주 프로그램을 제시해야 산학연이 계획을 세울 수 있다. 그래야 투자가와 시장에서 긍정적인 신호로 보지 않겠나.”

-왜 정부가 우주개발에 더 관심을 가져야 하나.

“미국은 달을 거쳐 화성으로 가는 전략을 내걸고 유인 달 탐사를 위한 동맹 협력을 추진하고 있다. 우주 분야의 글로벌 전략은 백악관과 의회에서, 지역전략과 국가전략은 NASA 본부에서, 장기계획(프로그램)과 하위 프로젝트는 10개 NASA 센터에서 추진한다. 하지만 한국은 프로그램 없이 프로젝트만으로 30년을 버텨 왔다. 글로벌 스탠더드에 눈을 감고 전문가의 목소리를 듣지 않는다면 우리는 우주 패권 경쟁에서 뒤처질 수밖에 없다.”

■ 문홍규 우주탐사그룹장은 누구

27년여 동안 한국천문연구원에서 천문학을 연구한 전문가이다. 다누리호 광시야편광카메라, NASA 민간 달착륙선의 한국 과학장비 개발 등의 연구를 총괄하고 있다. 유엔 평화적 우주이용위원회 정부대표단을 맡는 등 글로벌 행보에도 적극적이다. 올해 초 대통령직인수위원회에 우주 항공청 설립과 관련해 정부의 우주비전 부재를 비판하는 편지를 12차례나 보낼 정도로 소신 있다는 평을 듣는다. 최근 과학기자협회로부터 과학문화 확산에 기여한 공로로 ‘과학커뮤니케이터상’ 수상자로 선정됐다.