우주사업 40년 KAI…초소형위성·재사용 발사체로 우주경제 앞당긴다

30여년간 중대형 위성 개발 전 과정 수행
국내 민간기업 최초 위성 총괄 개발 시작
국방위성 분야 진출…초소형 위성도 개발
최대 민간 인프라 확보·핵심 부품 국산화
재사용 발사체 사업 분야까지 진출 확대

한국항공우주산업(KAI)가 본체 개발을 주관한 다목적 실용위성 7호. 한국항공우주산업 제공

[헤럴드경제=고은결 기자] 한국항공우주산업(KAI)이 40년에 달하는 우주사업 경험을 바탕으로 민간 중심 우주경제 시대를 앞당기고 있다. 지난달 들어서만 425위성 5호기, 누리호 4차 및 차세대중형위성 3호, 아리랑 7호 등 주요 국가 우주사업이 연달아 성공하며 이에 참여한 KAI의 역할이 주목받고 있다.

우주항공청 출범 이후 정부는 민간 참여 확대를 핵심 전략으로 제시한 가운데, KAI는 지난 30년간 아리랑·천리안·다누리호·차세대중형위성·425위성 등 중대형 위성 개발에서 본체·부품·설계·시험 전 과정을 수행하며 대표적 우주 체계종합기업으로 자리매김했다. 누리호 체계총조립과 1단 추진체 탱크 개발에 참여하며 발사체 역량을 축적했고, 최근에는 재사용 발사체 기술 개발에도 뛰어들었다.

고흥 나로우주센터에서 누리호 발사 전 기념촬영을 하고 있는 KAI 발사체체계팀. 한국항공우주산업 제공

국가 우주개발 시초부터 참여…현재 차세대중형위성 개발 총괄

12일 KAI에 따르면 이 회사가 본체를 개발한 아리랑 7호가 이달 2일 프랑스령 기아나에서 발사됐다. 0.3m급 초고해상도 전자광학(EO) 카메라를 탑재해 기존 3A호(0.55m)보다 정밀도가 높아졌으며, 차량 종류까지 식별 가능한 수준의 영상을 제공한다. 이 영상은 국토·환경·재난관리·도시계획 등 다양한 분야에서 활용될 전망이다. KAI는 1990년대에 한국항공우주연구원(항우연)과 아리랑 1호 개발 계약을 맺고 공동설계를 수행하며 국내 우주개발의 기반을 닦았다. 이후 3호·5호·3A호에서 설계·부품 개발·최종 조립을 맡았고, 3A호부터는 민간 최초 본체 개발 주관사로 참여했다. 아리랑 6·7호 사업도 참여해 개발에 성공했다.

KAI가 총괄제작한 차세대 중형위성 3호. 한국항공우주산업 제공

KAI는 아리랑을 시작으로 천리안, 다누리호, 425위성, 초소형 SAR, 6G 저궤도 통신위성 등으로 포트폴리오를 넓히며 위성 기술을 고도화해 왔다. 특히 500kg급 차세대중형위성은 정부 주도 위성 개발을 민간으로 이관한 첫 사례로, 뉴스페이스 전환의 핵심 사업이다. 국토·농림·수자원 등 공공 분야 관측 목적의 위성으로 5기까지 제작된다. KAI는 2015년부터 1호 공동개발을 시작으로 2018년부터 2~5호 총괄주관을 맡아 제작과 발사 등 전 과정을 수행 중이다. 국내 민간기업 최초의 위성 총괄 개발 사례로, 한국 뉴스페이스 시대의 출발점으로 평가된다.

초소형 SAR 위성. 한국항공우주산업 제공

국방위성 분야 진출…초소형위성 포트폴리오도 확대

KAI는 2018년부터 광학/적외선(EO/IR) 정찰위성 본체 개발과 국과연 SAR 정찰위성 시제 제작을 맡으며 군 정찰체계 구축에 핵심 역할을 하고 있다. EO/IR 탑재체를 장착한 정찰위성 1호기(2023년 12월), SAR 탑재체를 장착한 2·3호기(2024년 4·12월), 이어 4·5호기까지 올해 모두 성공적으로 발사했다. 이를 통해 초고해상도 영상 확보로 우리 군의 감시·정찰 능력이 크게 향상될 것으로 기대된다.

또한 KAI는 2023년 국과연과 초소형 SAR 검증위성 개발 계약을 체결하며 중·대형 위성에서 초소형 분야까지 포트폴리오를 확대했다. 개발·발사·임무시험을 수행하며 향후 대량 양산 체계도 준비 중이다. 초소형위성은 저비용·단기간 개발이 가능하고 군집 운용에 적합해 관측 주기와 범위를 크게 높일 수 있다. 성능 검증 후 군집 운영이 이루어지면 주요 지역을 24시간 감시하는 실시간 체계 구축도 가능할 것으로 기대된다.

KAI 우주센터 전경. 한국항공우주산업 제공

국내 최대 민간 인프라…핵심 구성품도 국산화

KAI는 2020년 위성 설계·제작·조립·시험·양산을 한 곳에서 수행할 수 있는 우주센터를 구축해 국내 최대 규모의 민간 우주 인프라를 확보했다. 작년에는 민간 최초이자 최대 규모인 4톤급 열진공 챔버를 구축해 초소형부터 정지궤도·한국형항법위성(KPS) 위성까지 우주환경시험이 가능해졌다. 초소형위성은 최대 8기 동시 시험이 가능해 대량생산 기반도 마련됐으며, 해외에서도 관련 인프라에 관심을 보이고 있다.

KAI는 위성 핵심 부품 국산화에도 주도적으로 참여해 왔다. 아리랑 1호부터 탑재컴퓨터·원격측정 명령계 개발에 참여했고, 이후 아리랑·차세대중형위성 계열의 개발 업무를 수행하는 수준까지 발전했다. 위성의 핵심 전장품인 전력조절분배장치(PCDU)는 아리랑 1~7호, 차세대중형위성, 다누리호에 적용될 만큼 안정적으로 개발됐으며, 정지궤도 위성용 전력계 부품(H2PU, PDM)도 개발에 성공했다. 현재는 천리안 3호와 KPS 사업의 관련 모듈을 개발 중이다.

KAI 위성 포트폴리오. 한국항공우주산업 제공

항공기-위성 패키지 수출 추진

KAI는 항공기 수출 네트워크를 활용해 항공기와 위성을 결합한 패키지 수출을 추진하고 있으며, 메이사플래닛과의 합작법인 설립을 통해 위성 영상 기반 서비스 시장 진출도 본격화하고 있다. 메이사의 영상·3D 지도 기술은 옵셋(절충교역) 제공과 향후 시뮬레이션 사업에도 활용될 전망이다.

또한 KAI는 올해 ‘6G 국제표준 기반 저궤도 통신위성 개발 사업’의 본체·체계종합 주관사로 선정돼 개발·조립·시험·발사 전 과정을 수행한다. 6G 기반 저궤도 통신위성은 전 지구적 통신 서비스 제공이 가능해 국가 위성 경쟁력을 높일 핵심 사업으로, 향후 차세대공중전투체계(NACS)·AAV·AI 기반 무인기 등 KAI의 미래 플랫폼과 연계된 신산업 창출도 기대된다.

누리호 개발 핵심 역할…재사용 발사체 적극 참여

KAI는 위성뿐 아니라 발사체 분야에서도 핵심 역할을 수행하고 있다. 2014년부터 누리호 개발에 참여해 체계 총조립, 1단 추진제탱크, 엔진 클러스터링 등 핵심 역할을 맡아 1~4차 발사 성공에 기여했다.

또한 국방기술진흥연구소의 ‘지상 기반 재사용 발사체용 메탄엔진 기술 개발 사업’에 컨소시엄으로 참여해 임무궤도 설계, 성능 분석, 시장 분석 등 개념연구를 담당하고 있으며, 향후 민·군 재사용 발사체 개발에도 참여할 계획이다. 해당 사업은 재사용 우주발사체용 35t급 메탄 엔진의 핵심기술 개발을 목표로 2030년 10월까지 총 491억 원 규모로 추진된다.

KAI 관계자는 “30년간 축적한 기술을 기반으로 위성·발사체 역량을 고도화하고, 초소형위성·재사용 발사체·우주모빌리티 등 미래 분야까지 확대해 한국의 우주 경쟁력 강화에 지속적으로 기여할 것”이라고 말했다.