KISTI의 과학향기

전 세계가 6G 이동통신 서비스의 주도권을 먼저 잡기 위해 경쟁하고 있다. 이에 인공위성 통신 기술을 핵심으로 눈여겨보고 있다. 하지만 인공위성 통신 기술은 우리가 익숙하게 쓰는 유선 인터넷이나 셀룰러 통신망보다 비싸고 속도도 느리다. 이러한 통신망이 터지는 장소가 생각보다 많지 않기 때문이다. 도시가 아닌 도서·산간 지역, 더 나아가 통신망이 낙후되거나 없는 저개발 국가를 떠올려 보라. 주민들은 우리에게 공기처럼 익숙한 인터넷을 아예 사용하지 못한다. 국토가 넓은 경우에는 어느 한 지역도 빠짐없이 구석구석 거대한 통신망을 설치하는 것이 사실상 불가능하다. 또 위성 통신은 지구와 거리가 멀면 멀수록 지연 시간이 길어져 속도가 느려진다.

 

그림 1. 저궤도 인공위성 통신망은 4차 산업혁명의 핵심인 6G 이통통신에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 출처: Shutterstock
 

 

다만 한 가지 문제가 있다. 저궤도 위성은 지구와의 거리가 가까운 만큼 하나의 위성이 서비스할 수 있는 지역은 먼 거리의 위성보다 좁다. 이건 어떻게 해결해야 할까? 단순하다. 인공위성을 가능한 한 많이 발사해서 전 지구를 연결하면 된다. 즉, 우주 인터넷을 만들어내자는 것이다. 우주 인터넷의 원리와 이를 독자적으로 구축하려는 기업들의 경쟁을 한 번 살펴보자.

 

가장 먼저 저궤도 위성 통신망 사업을 시작한 기업은 영국의 원웹(OneWeb)이었다. 원웹은 2012년에 출범해 고도 1,000km 내외의 지구 저궤도에 소형 인공위성 600여 개를 띄워 위성망을 연결하고, 전 세계 어디에서나 초고속 인터넷 서비스를 제공할 것이라고 밝혔다. 그렇게 2020년까지 저궤도 통신위성 74개를 성공적으로 발사했다.

 

그림 2. 원웹의 우주 인터넷 위성 'KLS01-0007'의 모델. 출처: Flickr/NASA Kennedy
 

하지만 원웹은 자금난을 겪어 2020년 3월 미국 법원에 파산 보호 신청을 했다. 다행히 인도 통신기업과 손잡은 영국 정부가 10억 달러에 기업을 인수한 덕에 위기에서 벗어났다. 이후 추가 투자를 유치하고 전체 618기의 위성을 발사해 통신망을 구축하는 데 성공했다. 2023년 5월 말에는 634개의 위성을 지구 저궤도에 배치했으며, 2023년 말까지 전 세계를 서비스 범위로 구축하는 것을 목표로 사업을 본격화하고 있다. 우리나라의 한화 시스템이 이에 투자하기도 했다.

 

현재 우주 인터넷 선발주자로 앞서는 기업은 일론 머스크의 스페이스X라 할 수 있다. 2012년 스페이스X는 2019년에 우주 인터넷 위성 ‘스타링크’를 발사해 사업을 시작했고, 2023년 11월 흑자 전환에 성공했다. 10월 말 기준으로 지구 저궤도로 발사된 스타링크 위성 수는 5,376기이며, 이 중 4,982기가 작동 중이다. 또 현재 7개 대륙, 60여 개국에서 이용하고 있고 가입자가 2백만 명을 넘어섰다. 2024년에는 한국에서도 서비스될 예정이며, 계속해서 가입자 수가 늘고 있어 우주 인터넷 사업이 전환점에 도달했다고 볼 수 있다. 일론 머스크는 2030년까지 위성을 4만 기 이상 발사해 전 세계 어디서나 초고속 인터넷 서비스를 이용할 수 있게 만들겠다고 공언했다.

 

그림 3. 스페이스X의 우주 인터넷 위성 스타링크를 실은 로켓이 발사되는 모습. 출처: Flickr/SpaceX
 

이에 아마존의 베이조스가 도전장을 내밀었다. 우주 인터넷을 구축하는 사업, ‘카이퍼 프로젝트’를 본격적으로 추진하겠다는 것이다. 2023년 11월 6일 아마존은 미국 플로리다주 케이프커내버럴의 케네디 우주센터에서 ‘카이퍼 프로젝트’의 시험 위성 2기를 발사해 지구 상공 500㎞ 저궤도에 성공적으로 배치했다. 아마존은 2029년까지 인공위성 3,236기를 배치하겠다는 목표를 세웠다.

 

아마존과 스페이스X는 아마존은 우주 인터넷에 있어 숙명의 라이벌이 되었다. 아마존은 스타링크보다 경쟁에서 우위에 서기 위해 우주 인터넷을 이용하는 비용을 저렴하게 낮출 계획이다. 스타링크가 제공하는 인터넷 서비스를 쓰려면 안테나와 모뎀 같은 단말기를 약 600달러의 비용을 지불하고 구매해야 하며 월 통신료는 120달러다. 아마존은 단말기 가격을 400달러 수준으로 책정했으며 정확한 월 사용료는 아직 제시하지 않았지만 120달러 아래가 될 것이며 기존의 아마존 배송 서비스와 결합해 시장을 장악해 나갈 계획이다. 이 두 기업을 필두로 우주 인터넷 사업 경쟁은 치열해질 전망이다.

 

우주 인터넷 사업이 경쟁으로 치달으면 해결해야 할 문제도 있다. 너무 많은 위성이 난립하여 발생할 수 있는 우주 쓰레기다. 고장 나거나 통제에 실패한 위성은 사라지지 않고 우주 쓰레기로 떠돌아다니거나 다른 위성과 충돌할 수 있다. 실제로 스타링크 위성이 유럽 우주국의 위성과 충돌할 위기가 있었고 중국의 톈궁 우주정거장이 스타링크 위성과 부딪힐 뻔해 회피 기동하는 사건이 벌어지기도 했다.

 

유럽우주국(ESA)에 따르면 인류는 2022년 6월 기준 위성을 포함해 물체 5만 6,500여 개를 우주로 쏘아올랐다. 이 중 2만8160개가 우주 쓰레기로 남아있다고. 더 큰 문제는 이러한 우주 쓰레기를 모두 추적하지 못하고 있다는 것이다. 우주 쓰레기 데이터는 양도 부족한데다 데이터를 공유하는 플랫폼이 없다.

 

미국 하버드대 천문학자 조나단 맥도웰은 “우주 공간은 매우 혼잡하기에 충돌을 피하려면 정지 궤도에 죽은 위성이 없도록 철저히 관리해야 한다”고 강조했다. 우주 인터넷 위성이 이런 문제들을 슬기롭게 헤쳐 나갈 수 있다면 소외당하는 지역의 사람들이 저렴한 가격으로 통신할 수 있게 될 것이다. 진정으로 모두를 위한 인터넷이 실현될 날이 곧 오기를 기대한다.

 

글: 권오현 과학칼럼니스트/일러스트: 이명헌 작가