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OneWeb 군집 인공위성망 경쟁력이 있을까? 그리고 한화의 투자 효과는?
OneWeb 군집 인공위성망 경쟁력이 있을까? 그리고 한화의 투자 효과는?
지난 9월 14일 유럽의 Arian사가 운용하는 소유즈 로켓은 OneWeb의 저궤도위성 34대(5.518톤)를 성공적으로 450Km 고도의 궤도에 올렸다. 이들 올려진 위성들은 앞으로 여러 달에 걸쳐 자체 추진기를 이용해 고도를 올려 최종 운용고도인 1,200Km에 도달하게 된다. 이번 발사로 322대의 OneWeb 위성이 궤도에 오르면서 최종 목표인 648대의 거의 절반의 궤도 진입을 달성했다. OneWeb 위성망은 86.4도의 경사각을 가진 12 궤도면에 각각 54대씩의 위성을 배치해서 전체 위성망을 완성하게 된다.
OneWeb 사는 초기에 WorldVu 위성이라는 회사이름으로 2012년에 설립되었고 한번 파산한 후 재생 후인 현재의 정확한 이름은 OneWeb Network Access Associates Ltd 이다. OneWeb은 2015년에 5억달러 정도의 자금을 확보하고 Arianespace, 그리고 Virgin Galactic사와 발사 구매에도 합의하면서 본격적으로 사업을 시작하게 된다. 2016년에는 Softbank로부터 10억달러, 그리고 기존투자자로부터 추가로 2억달러 투자를 확약 받는 등 총 17억달러의 개발자금을 확보하였다. 2017년에는 기존의 위성통신사인 Intelsat과 통합을 시도하였지만 무산되었다. 2019년 Airbus Defense and Space사와 합작으로 OneWeb Satellite사를 만들고 미국 플로리다 주 Merritt Island에 위성의 대량생산이 가능한 공장을 설립한다. 2019년 2월에 Arianespace사가 운용하고 있는 소유즈 발사체로 6대의 위성을 처음으로 궤도에 올린 후 2020년 2월, 3월 34기씩의 위성을 2회 올렸으나 그 후 지속적으로 위성을 제작하고 궤도에 올리는데 필요한 자금이 다 떨어져서 2020년 3월 27일 미국 법원에 파산 보호 신청하기에 이른다. 그런데 갑자기 구세주가 나타난다. 영국 정부 담당 장관와 총리 보리스 존슨까지 나서서 인도 통신사업자 Sunil Bharti Mittal(Bharti Global 오너)을 설득해 OneWeb에 자금을 수혈하여 다시 살리겠다고 선언한 것이다. 영국정부가 파산 위기에 처한 회사인데도 갑작스럽게 투자를 결정에는 저궤도 군집위성 기술의 미래 산업적인 가치를 높게 보았다는데 있을 것이다. 뿐만 아니라 Brexit으로 EU를 탈퇴한 상황에서 위성기술의 군사적인 활용 가능성이라는 전략적인 목적이 있었을 것으로 본다. 결국 영국정부와 Bharti가 4억 파운드씩 투자해 42.2%의 지분을 갖고 나머지는 소프트뱅크의 12% 등 기존의 군소 주주들로 투자가 완성되었다.
2021년초에는 소프트뱅크와 Hughes Networks가 4억달러를 추가 투자했고 4월에는 프랑스의 Eutelsat이 5.5억달러를 투자하면서 3대 대주주가 되었고 6월에는 Bharti Global이 5억달러의 자금을 더 넣으면서 지분을 늘렸다. 8월에는 한화시스템이 3억달러 투자를 결정했다. 한화시스템은 이 투자를 통해 OneWeb 이사진에 1명을 임명할 수 있는 권한을 부여 받으면서 저궤도 군집위성 기술에 접근할 수 있는 기회를 잡게 되었다. 현재 방위사업청에서 추진중인 초소형 군집위성체계사업 등과의 시너지 효과를 얻을 수 있게 되었다.
영국정부가 나서니 역시 추가 투자가 급속히 뒤따랐다. Arrow라고 불리는 OneWeb 위성의 기본 플랫폼의 전체 무게는 150Kg(147.5)이고 장비탑재가능 무게는 약 60Kg정도이다. 하향 통신속도는 최대 50Mbps(Mega bits per second) 상향속도는 최대 25Mbps로 알려져 있다. 저궤도 통신위성이므로 통신 지연속도(Latency)는 최상조건일때 50밀리세컨드 정도 일것으로 보고 있다. 위성의 궤도수명은 최대 7년 정도로 보고 되고 있다. Xenon개스를 이용한 Hall 효과 추진기를 장착하고 있으며 현재 단계의 위성에는 위성간 통신 기능은 없고 지상국 게이트웨이을 통해만 데이터 중계가 가능하다. 사용자와의 위성의 통신은 Ku 밴드(12-16Ghz 대역)를 쓰게 되며, 위성과 지상국 게이트웨이와의 데이터 링크에는 Ka 밴드가 활용된다. 위성 제작비용은 1대당 약 100만달러 정도 되는 것으로 알려져 있다.
그러면 이 OneWeb 군집위성체계가 과연 장기적으로 경쟁력이 있으며 생존할 수 있을까를 살펴보자.
그간 저궤도 군집위성 체계는 1991년의 Globalstar, 1994년 Teledesic에서부터 여러 번 구상되고 개발이 시도되었으나 운용중인 것은 Iridium, Orbcomm, Globalstar 정도가, 파산, 구조조정 등 우여곡절을 겪은 후 음성 통신과 저속의 데이터 통신 정도를 하면서 겨우 명맥을 유지하고 있다. 이 저궤도 군집위성 사업이 수익성을 유지하면서 생존 지속 가능한 것이 얼마나 어려운지를 단적으로 보여주고 있는 것이다. 저궤도 군집위성사업의 어려움은 현재 가장 앞서가고 있는 SpaceX의 Elon Musk 조차도 낙관적으로 보고 있지만은 않다. 지난 6월 말에 열린 MWC(Mobile World Congress) 2021의 기조연설에서 “현재 우리 Starlink 사업의 가장 중요한 목표는 파산하지 않고 살아남는 것이다. 이제까지 모든 저궤도 군집위성사업들이 모두 파산했었다. 앞으로 우리는 우선 적자를 줄이는데 최대의 노력을 기울이겠다”고 했다. 생존해서 지속가능하게 유지하는 것이 급선무라는 것이다. Iridium도 1999년에 파산한 후 재구성되었고 OneWeb도 2020년에 파산을 경험했으니까.
자 이제 OneWeb의 경쟁력을 하나하나 살펴보자.
1. 재정적인 측면
파산 후 재활하면서 이제까지 OneWeb은 30억달러 정도의 투자금을 받은 것으로 보인다. 현재 CEO인 Neil Masterson에 의하면 앞으로 648대의 위성망을 완성하기에 충분한 자금이 확보됐다고 말했다. 지상국 게이트웨이를 건설하고 네트워크 인프라를 완성하기 위해서 좀 더 자금이 필요하겠지만 영국정부와 프랑스의 Eutelsat이 대주주로 있으니 다시 파산하는 일은 없을 것으로 본다.
2. 기술적인 측면
OneWeb 위성은 150Kg정도로 Starlink의 260Kg(버전1)에 비해 좀 작다. 그래서인지 위성 1기당 핸들할 수 있는 데이터 통신 최대 속도가 총 8Gbps라고 한다. 우선 Starlink 위성의 20Gbps보다는 한참 모자란다. 게다가 적은 수의 위성으로 전 세계를 커버하려 다 보니 더 넓은 위성당 통신 가능지역을 확보하기 위해 1200Km 궤도까지 올라 갔다. 위성당 통신 면적이 넓어 졌다는 것은 나누어 주어야 할 고객 수도 많아지게 되어 고객 당 사용가능 데이터 속도가 많이 낮아지게 된다는 얘기이다. 점점 빠른 데이터 통신을 원하는 고객들을 유치하기에는 상당히 불리한 점이다. 그리고 위성간 통신 기능이 없어서 위성과 연결할 지상국이 없는 곳이나 바다 위에서는 통신을 해줄 수 가 없다. 다시 말하면 선박이나 항공기에 인터넷을 제공하는 능력이 제한적이 된다는 말이다.
3. 운용비용적인 측면
일단 초기 위성 배치가 끝나더라도 지속적으로 결원이 된 위성들을 보충 발사하여야 하고 5-7년정도의 수명을 감안할 때 매년 기본적으로 100대 정도의 위성들을 제작 발사해 궤도에 올려야 한다. 현재 OneWeb 위성 제작가격은 대당 100만달러정도로 알려져 있고 소유즈 로켓의 발사비가 비교적 저렴 하긴 하지만 그래도 4800만달러 정도는 되는 것으로 알려져 있다.
매년 3- 4회의 발사가 필요하다고 보면 1년에 위성망 유지를 위해 필요한 비용이 위성 120대 x 100만달러 + 4회발사 x 4800만달러 = 3억1천2백만달러 정도가 된다. OneWeb 위성 1기를 궤도에 올리는데 드는 비용은 위성제작비와 발사비로 240만달러(소유즈 1회 발사당 34대로 환산)가 된다.
위성의 제작과 발사를 모두 외주에 의존하는 OneWeb과는 달리 SpaceX는 Starlink의 위성의 제작과 발사를 모두 자체적으로 해결하기 때문에 비교적 저렴하다. 1단로켓과 페어링을 회수하여 재사용하는 Falcon 9의 발사비용을 2700만달러(SpaceX사 내부 발사비용. 일단 그간의 개발비는 제외함)로 잡으면 매번 60기씩의 위성을 발사하므로 2700/60=45만 달러 정도가 된다. Starlink 시스템의 위성들은 상대적으로 기능이 더 좋고 큰 데도 대량 생산을 통해 제작 비용은 25만달러로 낮아져 있는 것으로 보도되고 있다. 사실 이윤을 고려하지 않은 실제 Falcon 9 로켓 발사 원가는 훨씬 저렴한 1000만달러 이내일 것으로 추측된다. 가장 덩치가 크고 따라서 비용이 많이 드는 1단 로켓은 10회 이상까지 재사용하고 있고 페어링도 회수하고 있으므로, 엔진 1기를 장착한 2단로켓 비용, 1단 로켓과 페어링의 정비비용, 로켓 연료비, 그리고 발사운용비 정도가 실제비용이라는 것이다. (2단 진공용 엔진 제작비가 200만달러 이내로 예측이 되고 있으므로 2단 전체제작비는 아마 250에서 300만달러 정도로 추측, 1단용 엔진 제작가는 100만달러 이내로 예상된다.)
따라서 Starlink위성을 제작하여 Falcon 9 로켓으로 궤도에 올리는데는 1기당 총 70만달러의 비용이 든다고 볼 수 있다.
이제 통신 속도 1Gbps 당 드는 비용을 계산해 보면
$2.4 million / 8 Gbps = $300,000 / Gbps (OneWeb)
$700,000 / 20 Gbps = $35,000 / Gbps (Starlink)
가 되어 Starlink가 10배 정도 가성비가 좋다는 계산이 나온다. OneWeb위성은 Starlink 위성보다 2배 이상 높은 궤도를 올라 가 있기 때문에 수명은 7년정도로 5년의 Starlink 위성보다는 더 길다는 이점이 있을 것이다.
4. 고객 확보 측면
Starlink는 현재 베타 서비스 중이고 지상 안테나 구매 비용 499달러에 월 사용료 99달러이다. 오는 10월부터 1단계로 72궤도면에 22기씩의 위성이 각각의 자리로 안착하면 정상 운용을 시작할 텐데 지금의 가격과 무제한 데이터 사용조건이 계속 유지될 지는 잘 모르겠다.
우선 OneWeb은 일반 개인 고객상대로는 기본적으로 능력과 가격면에서 Starlink와 경쟁 자체가 되지 않을 것이다. 따라서 전세계를 대상으로 사이버 보안 기능을 강화하고 특정의 필요조건들을 만족시켜주면서 고액의 사용료를 받을 수 있는 기업고객, 특수기관, 특히 여러 국가들의 국방, 안보 관련 기관들을 고객으로 할 것으로 보인다. 그러나 SpaceX도 이런 고려를 해주면서 고객을 만족시킬 수 있을 것이므로 OneWeb이 얼마나 많은 고급 고객을 확보할지 두고 볼일이다.
지금까지 4가지 측면에서 Oneweb의 사업환경과 상황을 살펴 보았다.
한편 지난 6월부터 Starlink가 위성간 레이저통신이 가능한 버전 1.5 내지는 2.0 위성을 70도 경사각으로 궤도에 올리기 시작했다. 36개 궤도면에 20기씩의 위성들을 올려 총 720기의 위성을 올려 지구 전체를 커버하게 되면 지상 게이트웨이가 없는 곳에서도 언제 어디서나 데이터 통신이 가능해진다. 버전 2.0 위성은 좀 더 무거워 한번 발사에 50기 정도를 올린다고 보아도 15회의 발사면 2차 위성군 완성이 가능해진다. SpaceX의 발사 능력으로 볼 때 8-10개월 후면 위성배치가 완료된다는 계산이 나온다. 지난 5월 한달에 4회 발사로 240기의 위성을 올린적도 있으니까 더 빠른 기간에 720기 위성을 궤도에 안착 시킬 수 있는 능력이 있다.
이런 면들이 OneWeb이 648대 발사를 가능한 한 빠른 시간 내에 완료해야 하는 중요한 이유이다. 소유즈가 현재 한번에 34기의 위성을 발사하고 있으므로 앞으로 10회정도의 발사가 필요한 상황이다. 앞서 가고 있는 Starlink 위성망과의 경쟁에서 살아 남으려면 서둘러 자체의 위성통신 서비스를 시작해야 할 필요가 절실한 것이다.
결론적으로 OneWeb은 영국정부와 프랑스의 기본적 뒷받침이 있을 것이므로 지속적인 운영 유지에는 큰 문제가 없다고 할 수 있겠다. 그러나 기업으로써 얼마의 수익을 올릴 수 있을지에는 의문점이 남는다. 투자자들이 다른 방법으로 수익원을 찾아야 할 듯하다.
한화는 한화시스템, 한화에어로스페이스 등의 방산업체들을 보유하고 있으므로 누구보다도 용이하게 국내의 국방 우주통신망 개발 사업과의 연계를 통한 시너지 효과를 얻을 수 있을 것으로 본다. 게다가 한화그룹 자체도 저궤도 위성망 프로젝트를 시작할 것이라고 한다. OneWeb의 경영 참여자로써 자체 위성망 구성할 때에 기술적 협력도 더 용이해지므로 직접적인 투자수익이 없더라도 부수적인 이득들이 클 수도 있겠다.
