출처 : 일본 총무성, Beyond 5G の実現に向けた宇宙ネットワークに関する技術戦略について(2022.01)

 

미국의 위성산업협회(SIA)의 보고서에서는 위성 산업 시장을, 2020년까지는 ① 통신ㆍ방송 등의 서비스를 제공하는 위성 서비스, ② 위성 제조, ③ 로켓 제조 및 발사 서비스로 이루어진 발사 산업, ④ 지구국, 위성 통신ㆍ관제ㆍ전화 설비, 위성 휴대전화 단말기, 위성 측위 기기로 이루어진 지상기기, 이렇게 4개 분야로 분류했다. 2021년부터는 ⑤ 정부의 우주 지출 및 상업 유인 비행 등 非위성 산업을 추가하였다. 단, 보고서에서는 기존의 데이터와 비교하기 위해 ⑤는 그래프에서 제외하고 금액만 나중에 제시하였다.

 

② 위성 제조 매출에서는 정부 기관 및 대학에서 제조된 위성을 제외하는데, 민간 기업에 의해 제조된 민생용 및 정부용 위성은 포함한다. ③ 발사 산업 매출은 민간 기업 및 정부가 실시하는 페이로드 발사 서비스를 포함한다. ④ 지상 기기 분야의 위성 측위 기기에는 휴대 단말 부품인 칩셋, 항공기 아비오닉스도 포함된다. ①~④에 포함되지 않는 항목으로는 정부의 우주 지출 및 유인 우주 개발 등이 있으며, ⑤에 포함된다.

 

아래 그림에서는 2016년부터 2021년까지 세계 위성 산업에서의 민생 분야 매출과 분야별 내역이 나타나 있다. 2021년의 위성 산업 매출은 전년 대비 3.1% 증가하여 2,790억 달러가 되었다. 4개 분야의 매출(점유율)은 위성 서비스가 1,180억 달러(42.3%), 위성 제조가 137억 달러(4.9%), 발사 산업이 57억 달러(2.0%), 지상 기기가 1,420억 달러(50.9%)이다. 참고로 非위성 산업은 1,070억 달러이다.

 

<그림1> 세계 위성 산업의 매출과 분야별 내역  (단위: 억 달러)

 

최근 위성 발사 수요는 증가하고 있다. 예전과 같은 대형 위성뿐만 아니라, 통신이나 지구 관측을 목적으로 소형 위성을 여러 개 연계시키는 ‘위성 콘스텔레이션(constellation)’의 구축이 확대되고 있다.

 

콘스텔레이션은 ‘별자리’ 또는 ‘집합체’라는 뜻으로서, 여러 인공위성의 연계를, 마치 별들이 만드는 아름다운 별자리에 비유한 이름이라 할 수 있다.

 

위성 콘스텔레이션(satellite constellation)은 복수(수십~수만 기)의 인공위성이 서로 협력해 한 몸처럼 작동하는 인공위성 무리인 군집위성 시스템을 말한다. 이는 지구 전체를 커버할 수 있기 때문에, ①통신 서비스, ②지구 관측 서비스를 효율적으로 실현하고, 지구 주회 위성을 이용함으로써 필연적으로 글로벌 서비스를 전개하게 된다.

 

인공위성을 사용하여 인터넷을 제공하는 위성 브로드밴드 사업의 시장 규모는 아래와 같다.

 

모건 스탠리에 따르면, 먼저, 우주 사업 전체의 시장 규모는 2016년에 3300억 달러(약 407조 7000억 원) 정도였으며, 2040년에는 1.1조 달러(약 1300조 원)로 확대될 것이라고 예측한다. 이러한 시장 규모의 확대에 따른 연평균 성장률(CAGR)은 5.3%로 예상된다.

 

<그림2> 위성 콘스텔레이션 특징

 

그중에서도 인터넷 연결 사업을 위주로 하는 consumer Broadband는 2040년이면 945억 달러(약 116조 원)로 성장할 것으로 예측된다.

 

<그림3> 통신 방식별 ‘영역’

 

기존의 통신 업계의 상식으로는 각국의 주요 통신 프로바이더가 지상 케이블이나 해저 케이블을 설치하고, 통신 기지국을 마련하여 서비스를 제공했었다. 또한 케이블을 설치할 수 없는 지역에서는 정지 위성을 통해 통신 회선을 제공했었다. 하지만 이런 방법으로는 인구가 적은 지역에서는 프로바이더 측도 기지국을 세우는 비용에 비해 통신 요금이 채산이 맞지 않거나, 제공할 수 있는 지역이 한정적이라는 문제점이 남게 된다.

 

그 결과, 전 세계적으로 IT化가 진행되는 상황에서, 여전히 인터넷 접속이 자유롭지 못한 인구가 세계 인구의 40% 이상, 즉 30억 명 정도에 달하게 되었다. 2020년에 간신히 인터넷 보급률이 50%를 넘었지만, 결코 일반화되었다고는 할 수 없다.

 

즉, 지금까지 어떤 프로바이더도 확보할 수 없었던 유저를 확보할 수 있다는 점에서, 단순한 통신 환경을 제공하는 시장 규모 이상의 수익성을 내다볼 수 있다는 것 역시 통신 위성 콘스텔레이션 사업이 주목받는 이유라 할 수 있다. 또한 이를 통해 얻게 되는 빅데이터를 통해 다른 사업으로 전개하는 등 폭넓은 응용이 가능하다.

 

이러한 이유로, 많은 기업이 위성 브로드밴드를 구축하는 회사에 투자하고 있다.

 

① 소형 위성 콘스텔레이션 사례 : 통신 서비스

 

▣ SpaceＸ의 Starlink(미국)

 

최대 42,000기의 위성 콘스텔레이션으로, 세계 주요국가의 브로드밴드 인터넷을 제공할 계획이다.

이를 고도 340km에서 1,325km 영역에 존재하는 여러 궤도에 배치하여, 지상과 통신한다.

2025년까지 12,000기 발사를 목표로 하고 있다.

2021년 8월 시점에 위성 약 1,500기의 발사를 완료했다.

각각의 인공위성은 통신하는 위성 본체의 크기가 3×3×0.2m이며, 거기에 7×3×0.05m의 전력을 공급하는 태양전지 패들이 붙어 있는 모습을 하고 있다.

초기 비용(단말) 499달러, 월사용료 99달러의 서비스를 시작했다.

한편, Starlink는 2023년 1월 초에 우리나라 과학기술정보통신부에 기간통신사업자 등록 신청서를 냈다. 사업자 등록 절차가 진행 중이다.

이미 포화상태인 국내 통신시장 진출을 시도하는 Starlink는 일반 고객이 아닌 기업을 대상으로 선박이나 기내 와이파이처럼 기존 통신망 사용에 어려움이 있는 곳에 서비스 제공을 할 것으로 보인다.

현재 3개 통신사가 과점한 한국 시장에서 Starlink가 한국에 진출하면 향후 6G 통신이 상용화될 때 경쟁력을 선점할 수 있다.

 

▣ OneWeb의 OneWeb(미국)

 

약 650기의 위성 콘스텔레이션으로, 전 세계에 인터넷을 제공할 계획이다.

2021년 8월 시점에 약 290기의 발사를 완료했다.

전 세계에 서비스를 제공할 예정이다.

소프트뱅크가 출자하여 위성 통신 서비스를 협업한다.

 

<그림4> OneWeb의 통신 위성 이미지

 

▣ Amazon의 Project Kuiper(미국)

 

최대 3,200기의 콘스텔레이션으로 인터넷을 제공한다.

2020년 7월에 FCC 주파수 승인. 앞으로 2기의 시험기를 발사할 예정이다.

2026년까지 적어도 절반을 발사하고, 2029년까지 모든 위성을 발사할 계획이다.

 

② 소형 위성 콘스텔레이션 사례 : 지구 관측

 

▣ 액셀스페이스(일본)

 

2008년에 설립. 초소형 위성을 활용하는 솔루션을 제안, 소형 위성 및 관련 컴포넌트를 설계 및 제조한다.

세계 최초의 상용 초소형 위성을 포함한 5가지 실용 위성을 개발ㆍ운용한다.

AxelGlobe 서비스가 2019년 5월에 시작되었고, 100kg급의 리모트 센싱 위성에 의해 지상 분해능 2.5m의 지구 관측을 실현한다.

 

<그림5> 액셀스페이스의 위성 라인업

 

▣ Synspective(일본)

 

2018년에 설립. 소형 합성 개구 레이더 위성을 개발하여 운용한다.

위성 데이터를 이용하는 솔루션 서비스를 제공하기 위해 2020년 12월에 최초의 위성을 발사했다. 2023년까지 6기, 2020년대 후반에 30기의 콘스텔레이션을 만들 계획이다.

 

▣ ICEYE(핀란드)

 

2014년에 창업. 소형 SAR 위성을 개발 및 운용한다.

X밴드의 합성 개구 레이더를 탑재한다.

18기의 위성 콘스텔레이션을 구축할 계획이다. 2021년 11월까지 9기를 발사했다.

 

<그림6> Synspective가 2020년 12월에 발사한 실증기에 의한 인도 뭄바이 촬상(2021년 6월)