최종 항로는 '달 기지 건설'…국내 유일 '우주 로버' 스타트업 도전기

[스타트UP스토리] 조남석 무인탐사연구소 대표

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조남석 무인탐사연구소 대표/사진=무인탐사연구소

글로벌 우주탐사 경쟁이 뜨겁다. 미국은 화성을 향한 유인 탐사 준비에 한창이고 중국, 인도는 달과 심우주로 영향력을 넓히고 있다. 한국도 뒤따르고 있다. 다만 아직은 정부 주도의 대형 프로젝트 위주다. 이런 상황에서 우주 탐사용 로봇을 자체 개발하는 스타트업이 등장했다. 바로 조남석 대표가 이끄는 '무인탐사연구소'다. 회사는 '한국 최초의 달 탐사 로버(Rover)'를 개발하고 있다. 로버는 달·화성·소행성 등 지구 밖 천체 표면을 이동하며 탐사 임무를 수행하는 무인 로봇을 뜻한다.

조 대표는 "한국항공우주연구원에서 연구원으로 재직하며 달 탐사 로버 개발에 대한 꿈을 키우다, 더 빨리 그 꿈을 이뤄내고 싶어 창업을 결심했다"고 말했다. 선진국에선 무인탐사연구소와 같은 스타트업들이 다수 등장했다. 이를테면 미국 '아스트로보틱(2017년 설립), 일본 '아이스페이스'(2010년), 독일 '뉴로스페이스'(2020년), 영국 '스페이스비트'(2014년) 등이다. 4족 보행 로버부터 5개 풍차 모양 휠을 탑재한 로버까지 그 모습이 제각각이나 아직 이들이 만든 로버가 달 표면에 도달한 적은 없다. 그만큼 기술 난도가 높다는 게 전문가들의 설명이다.

무인탐사연구소가 개발중인 로버/사진=무인탐사연구소

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지구와 전혀 다른 극한 달 환경 이겨낼 기술 개발

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달에 보내는 로버가 지구용 로봇과 무엇이 다를까. 조 대표는 먼저 "지구에선 열이 나면 공기로 식힐 수 있지만 달에는 공기가 없다"며 "열을 식히는 구조부터 완전히 달라야 한다"고 말했다. 전기보드와 모터 등에서 발생하는 열을 스스로 방출하는 구조를 설계하는 게 핵심이라는 설명이다.

기계적인 문제도 많다. 달은 낮에 영상 127℃, 밤엔 영하 173℃다. 이런 극저·고온 환경에서 운용 가능한 소자·코팅·설계가 이뤄져야 한다. 또 달 표면은 흔히 '밀가루 같은 땅'이라고 표현할 정도로 고운 먼지가 가득하다. 이 같은 달 표토가 로버 틈으로 들어가 문제를 야기할 수 있다. 조 대표는 "로버 바퀴가 그냥 지표에 박힐 수도 있다"며 "로버의 주행 구조를 달 전용으로 완전히 새롭게 설계해야 한다"고 설명했다.

여기에 진공 환경, 우주 방사선, 정전기, 자기장, 낮은 중력 등 지구와는 전혀 다른 조건들이 겹친다. 이렇게 너무 다른 극한 환경을 견디는 로버는 단순히 기계 조립 수준을 넘어, 고난이도 우주환경 적응 기술을 요구한다. 무인탐사연구소는 이를 위해 국내 여러 연구기관의 진공·열 시험 설비를 활용해 설계 단계부터 환경 시뮬레이션 테스트를 반복하고 있다.

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'달 기지 건설 군집형 로봇' 최종 목표

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조 대표가 개발하는 로버의 최종 비전은 '달 기지 건설을 위한 군집형 로봇'이다. 그는 "2030년대 초 한국형 유인 우주 기지 로드맵이 현실화되면, 그 기반 시설을 구축할 로봇이 반드시 필요하다"며 "그때 우리가 만든 로봇이 들어가길 꿈꾸고 있다"고 말했다.

현재는 1~3kg급 초소형 탐사 로봇을 완성하는 데 주력하고 있다. 소형화를 통해 로켓 탑재 부담을 줄이고 다양한 탑재체를 운용한다는 계획이다. 조 대표는 "작지만 달 환경에서 실제 주행하고, 데이터를 수집하고, 자율적으로 동작하는 게 목표"라며 "이걸 반복 실증하면서 기술 성능을 끌어올리고 점점 더 큰 로봇으로 확장해 나가려 한다"고 말했다.

'가변형-내충형 휠 설계' 기반 세계 최초 '달 동굴탐사 로버'도 개발 계획에 포함돼 있다. 이를 위해 효율성 높인 태양광 패널, 차량의 열전도 순환 구조, 중력 보상 시스템 등 10건의 특허 등록, 3건의 출원 그리고 1건의 소프트웨어를 자체 개발했다.

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제어보드·배터리 모듈, 우주 궤도 실증 임박

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무인탐사연구소는 누리호 4차·5차 발사에 탑재될 부품 실증을 앞두고 있다. 오는 11월, 누리호 4차 발사에서는 소형 위성 안에 자사 개발 제어보드와 온보드컴퓨터(OBC)를 탑재해 우주 환경에서의 동작을 시험한다. 내년 6월로 예정된 5차 발사에는 배터리 모듈이 추가된다. 이는 본격적인 달 로버 탑재를 위한 기술 검증 과정이다.

조 대표는 기술 실증 얘기를 하면서 '국제 협력 프로젝트'에 대한 갈증도 토로했다. 그는 "우주 분야는 단독 플레이가 어렵다"며 "미국이나 유럽, 일본과 같은 국가들과 기술 협력을 해야 빠르게 성장할 수 있다"고 말했다. 이어 "하지만 지금은 제도적으로 국가 간 협력 사업이 거의 없다"며 "민간 기업이 나사(NASA·미국 항공우주국)나 ESA(유럽우주국)와 공동 프로젝트를 하려면 정부 간 허가나 협약이 뒷받침돼야 한다"고 덧붙였다.

우주 산업은 블루오션이다. 하지만 동시에 돈이 많이 드는, 진입장벽이 높은 분야다. 초소형 로봇 하나를 달에 보내는 데에도 발사비만 50억원이 든다고 한다. 개발비를 포함하면 비용은 기하급수적으로 늘어난다. 무인탐사연구소는 이 같은 자금을 마련하기 위해 단계별로 투자와 실증을 진행하고 있다. 지난해엔 시드 라운드를 마쳤고, 최근엔은 프리시리즈A 라운드를 진행 중이다. 이번 라운드를 통해 누리호 발사까지의 실제 기술 완성과 이후 달 탐사선에 실릴 로봇 양산 단계로 넘어가는 게 목표다.

조 대표는 "로버 수준은 말이 아니라 우주로 가봤냐 안 가봤냐로 증명된다"며 "아직 한국은 가본 적이 없지만 저희가 그 첫 사례가 되고 싶다"고 말했다.

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류준영 기자 joon@mt.co.kr