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ARK BIG IDEAS 2025 - 10. Reusable Rockets

미주동석스 2025. 2. 6. 07:58

출처 : https://www.ark-invest.com/big-ideas-2025

 

1. 스페이스X(SpaceX)와 재사용 로켓 경쟁 우위

1) 기존 업계의 회의론과 SpaceX의 도전

과거 우주 발사 기업들은 로켓 재사용에 회의적이었습니다.

  • 2016년, 오비탈 ATK(Orbital ATK) CEO 데이비드 톰슨(David W. Thompson): “지속적인 비용 절감이라는 측면에서 재사용 로켓의 과거 경험은 그리 낙관적이지 않다”
  • 2014년, ILS(International Launch Services) 사장 필 슬랙(Phil Slack): “향후 10년간 팰컨(Falcon) 외에 재사용 로켓을 고려할 일은 없을 것이다”
  • 2020년, ULA(United Launch Alliance) CEO 토리 브루노(Tory Bruno): “경제적 지속가능성을 입증하는 재사용 로켓 방안이 아직은 없다”

그러나 SpaceX는 2015년 팰컨9(Falcon 9) 1단 로켓을 착륙·회수한 뒤, 2017년에는 ‘Flight-Proven(재사용)’ 부스터를 처음 재발사했습니다. ARK에 따르면, 2024년 현재까지 궤도 재사용 로켓을 보유한 기업은 SpaceX뿐이며, 블루 오리진(Blue Origin), 로켓랩(Rocket Lab), 스토크 스페이스(Stoke Space) 등 다수 기업이 2025년 이후부터 본격적으로 경쟁할 것으로 보입니다.

2) 발사 횟수와 재사용 추이

SpaceX의 팰컨 발사 횟수는 빠르게 증가해 왔고, 재사용 부스터의 비중 또한 급격히 확대되었습니다.

  • 2010년대 초반에는 신형 부스터가 대부분이었으나,
  • 2017년 이후 재사용 부스터 도입으로 연간 발사 횟수가 크게 늘었습니다.
  • ARK는 이 같은 추세가 발사 비용 절감에 핵심적 역할을 했다고 분석합니다.

2. 로켓 재사용 경제성: 전례 없는 비용 절감

1) 재사용 로켓 정비(Refurbishment) 비용

  • 과거 우주왕복선(스페이스 셔틀) 한 번 발사에 15억 달러(2023년 달러 기준) 이상 소요되면서, 경제적 재사용 로켓 자체가 불가능해 보였습니다.
  • 하지만 SpaceX는 팰컨9 1단 로켓을 재사용할 때 100만 달러 미만으로 정비하고, 신속하게 재활용하는 데 성공했습니다.
  • 턴어라운드(turnaround) 시간—즉 재비행까지 걸리는 시간—이 비용 효율성의 핵심 지표가 되고 있습니다.

2) 로켓 크기와 재사용이 발사 비용을 낮춤

  • ARK는 누적 발사량이 증가할 때마다 ‘라이트의 법칙(Wright’s Law)’과 유사한 비용 감소 효과가 나타난다고 봅니다.
  • 실제로 $/kg 단위로 환산한 저궤도(LEO) 발사 비용이 과거 수만 달러에서 수십 달러 수준으로 내려갈 가능성도 언급됩니다(추측이며, 보고서의 예측 근거).

3. 저궤도 위성 인터넷과 스타링크(Starlink)의 잠재력

1) 위성 통신 비용의 급격한 하락

2004년 이후 위성 대역폭(GBPS) 비용이 무려 15,000배나 하락했습니다.

  • $300,000,000/Gbps → 약 $20,000/Gbps
  • ARK는 이를 두고 라이트의 법칙을 적용해, 대역폭이 누적 2배로 늘어날 때마다 비용이 약 45% 낮아지는 추세를 예상합니다.

2) GEO vs LEO

  • 기존 정지궤도(GEO) 위성은 지상 약 22,000마일(약 3.6만km)에 위치, 왕복 신호 지연(latency)이 700ms 수준입니다.
  • LEO 위성은 지상 약 300마일(약 480km)로 훨씬 가까워 40ms 미만의 지연을 실현할 수 있습니다.
  • 저렴해진 발사 비용으로 수천 기의 LEO 위성을 쏘아 올리는 게 가능해지면서, 전 지구적 커버리지와 낮은 지연이 동시에 달성되고 있습니다.

3) 스타쉽(Starship)과 스타링크의 시너지

  • 팰컨9보다 5배 이상 강력한 스타쉽은 저궤도로 최대 100~150톤 이상의 탑재물을 보낼 수 있습니다.
  • 스타링크 목표인 4.2만(42,000) 위성으로 대규모 네트워크를 유지하려면, 위성이 5년 수명을 가정했을 때 2.3일마다 한 번의 발사가 필요하다는 추산치가 있습니다.
  • 실제로 2025년 1월 기준, 스페이스X는 7,000기 이상의 스타링크 위성을 운영 중인 것으로 알려졌습니다.

4) 글로벌 통신 시장으로 확대

  • 위성 인터넷 덕분에 지상 기지국 설비가 없는 지역도 연결될 수 있어,
  • RV(레저용 차량), 항공기, 선박, 그리고 광대역 서비스가 없는 가정까지 포함하면, 위성 기반 통신 시장이 연간 약 1,320억 달러(132 billion) 규모로 성장할 가능성이 제시됩니다.
  • 또한 휴대폰 직접 연결(Direct-To-Device)을 통해 전 세계 80억 인구를 잠재적 대상으로 삼을 수 있다는 전망도 나오고 있습니다.

4. 소형 발사체 업계의 과잉 진입과 향후 전망

ARK는 1996년 이후 창업된 194개 소형 발사체 기업 중 실제 궤도 발사에 성공한 곳이 17곳에 불과하다고 분석합니다.

  • 투자(자본 지출) 붐이 사그라든 뒤에는 업계가 재편·통합될 것으로 보입니다.
  • 궁극적으로는 저비용 발사 능력 자체보다, 낮은 발사 비용을 활용해 어떤 서비스를 제공할 수 있느냐가 더 큰 기회가 될 가능성이 큽니다.

5. 극초음속(Hypersonic) 비행 시장: 2030년 ~350억 달러, 장기적으로 ~3,500억 달러까지

1) 초고속 운송의 경제성

  • ARK는 미 교통부(DOT) 자료와 가계 소득 대비 여행 시간 절감 가치를 토대로, 장거리 비즈니스·레저 여행객이 시간을 크게 단축해주는 극초음속 비행에 높은 비용을 지불할 의향이 있다고 봅니다.
  • 예시로, 왕복 28시간짜리 일반 항공편이 6시간 만에 끝난다면, 약 22시간을 절약하게 되므로, 일등석(or 동일 가치) 기준으로 4만4천 달러 수준을 지불할 수 있다는 가정입니다.
  • 2030년까지 초기 이용 고객층을 대상으로 약 35억 달러 시장이 형성될 수 있고, 장기적으로(50% 채택 가정 시) 약 3,500억 달러 규모까지도 볼 수 있습니다.

2) 재사용 로켓과 연계된 초고속 교통

  • 스타쉽 등 초대형 재사용 로켓이 극초음속 지구 상공을 이동하는 개념이 상업화되면, 대륙 간 이동 시간이 획기적으로 단축될 것입니다.
  • 다만 기술적 안정성과 규제 등 해결해야 할 과제가 남아 있으며, 보고서는 ‘추가 검증’이 필요하다고 언급합니다(불확실성 존재).

결론

현재 우주 산업은 재사용 로켓 기술을 중심으로 한 혁신적인 변화의 시기를 맞이하고 있습니다. SpaceX가 주도하는 재사용 로켓 기술은 우주 발사 비용을 획기적으로 절감시키며, 이는 위성 통신과 우주 운송 서비스 전반에 걸쳐 새로운 가능성을 열고 있습니다.

 

특히 주목할 만한 점은 저궤도 위성 인터넷 서비스의 급격한 성장입니다. 스타링크와 같은 저궤도 위성 네트워크는 전 지구적 커버리지와 낮은 지연성을 제공하며, 연간 1,320억 달러 규모의 새로운 시장을 창출할 것으로 전망됩니다. 이는 단순한 인터넷 서비스를 넘어 RV, 항공기, 선박 등 다양한 이동수단과 오지까지 연결하는 혁신적인 통신 인프라로 발전할 것입니다.

 

더불어 극초음속 비행 시장의 성장 가능성도 주목할 만합니다. 2030년까지 약 350억 달러, 장기적으로는 3,500억 달러까지 성장할 것으로 예상되는 이 시장은, 재사용 로켓 기술과 결합하여 대륙간 이동 시간을 획기적으로 단축시킬 것입니다.

이러한 변화 속에서 소형 발사체 시장은 치열한 경쟁과 구조조정을 겪을 것으로 예상되며, 궁극적으로는 기술력과 서비스 경쟁력을 갖춘 기업들을 중심으로 재편될 것입니다. 결과적으로 재사용 로켓 기술은 우주 산업의 새로운 패러다임을 제시하며, 인류의 우주 활용 방식을 근본적으로 변화시킬 것입니다.

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