우주가 공장으로, 이제는 ‘Made In Space’ 시대

달이나 화성, 우주에서 부품을 직접 생산해
중력 없는 우주에서 인공장기, 광섬유 등 더 정밀하게 만들어

우주로 간 3D 프린터

2014년도에 우주로 간 3D 프린터가 국제우주정거장(International Space Station, ISS)에서 처음 만든 부품은 미국 벤처기업 메이드인스페이스(MadeInSpace,Inc.)의 명판이다. 메이드인스페이스는 3D 프린터를 개발한 기업이다. 명판은 프로젝트를 공동 진행한 미 항공우주국 나사의 조직 로고를 함께 새겨 “MADEINSPACE NASA”이다. 국제우주정거장에 설치된 이 3D 프린터는 무중력 공간에서의 사용을 전제로 개발되었다.

캐나다 토론토 소재 요크대학의 조지 주George Zhu 교수는 “우주 공간에서 제품을 생산하면 막대한 경제적 이익을 가져다줄 수 있다.”며 “현재 우주정거장에 부품을 공급하려면 지구에서 생산해 이를 로켓에 담아 적절한 시기에 발사해야 한다. 우주 공간의 3D 프린터는 수요에 즉각 대처할 수 있고 시간도 많이 아낄 수 있다.”고 설명했다.

의학에서도 혁신을 일으키는 우주공장

또한 메이드인스페이스는 2020년부터 ‘ZBLAN’이라는 첨단 광섬유를 국제우주정거장에서 생산하겠다고 밝혔다. ZBLAN은 빛 흡수와 산란 형태가 기존 광섬유와 달라 고성능 레이저나 해저 인터넷용 광통신 케이블에 적합하다는 평가를 받는다. 지구에서는 불순물 제거가 어려워 워낙 고가인데 비해 국제우주정거장에는 중력이 거의 작용하지 않아 이런 불순물 제거가 쉬워 경제적이라는 전망이 나온다.

인공장기 개발도 지상보다 우주에서 쉽다. 작년 7월, 미국의 스타트업 테크샷Techshot과 미국항공우주국(NASA)은 ISS에서 심장 근육을 일부 3D 바이오프린터로 만드는 실험을 했다. 지상에서 3D 프린터로 심장 등 복잡한 기관을 만들기는 매우 까다롭다. 내부가 텅 빈 방 모양의 구조와 관을 만들 때 지구의 중력 때문에 아래로 미끄러져 내려 형태가 무너지기 일쑤다. 물론 중력이 적은 ISS에서는 이런 우려가 없다.

지상의 기술을 넘어 6G 시대로

통신도 우주공장이 요긴하게 적용될 수 있는 산업이다. 지구에서는 중력으로 인해 광섬유에 미세한 손실이 생기지만 우주는 그런 문제가 없어서 더 많은 데이터를 전송할 수 있는 제품을 만들 수 있다. 미국 스페이스X가 지난 6월 우주인터넷용 스타링크 위성 60기를 팰컨9 로켓으로 550㎞ 상공에 쏘아 올려 연내 시행할 미국과 캐나다의 시범 서비스에 한 걸음 다가섰다. 이르면 2020년대 중반에 지구 200~2,000㎞ 상공에 1만 2,000개의 위성을 배치해 지구촌 전역에서 초고속인터넷 서비스를 제공한다는 게 이 회사의 포부다. 현재 스타링크의 인터넷 속도는 100Mbps 정도다. 기존에 목표로 했던 1Gbps의 10분의 1이다. 전 세계 인터넷 평균 속도는 초당 5~7Mbps, 한국도 초당 25Mbps 수준이다. 목표 속도를 달성하면 한국보다 40배 인터넷 속도가 빠르다고 볼 수 있다. 스페이스X 측은 “광학 레이저를 통해 위성들끼리 수백 기가바이트의 데이터를 주고받는 첫 시험도 최근 완료했다”고 밝혔다. 위성 간 레이저 연결망이 구축되면 스타링크는 세계에서 가장 빠른 데이터 전송 수단이 된다.

하늘이 나직한 후천 세계

김승조 서울대 명예교수는 “5차 산업혁명 시대는 항공우주기술로 올 텐데, 로켓 엔진을 장착한 비행체로 지구 어디나 30~40분 내에 갈 수 있고, 대규모 인공위성망으로 지구촌이 초연결될 것”이라며 “지구 궤도가 거대 생산공장화하고, 우주 태양광으로 에너지 자급을 구현하고, 해성이나 소행성에서 자원을 획득하고, 우주관광은 물론 우주정착민이 탄생할 것”이라고 전망했다.

우주는 더 이상 미지의 공간이 아니다. 우주정거장에서 기업들이 특수 물질을 생산하고, 인공위성이나 우주 망원경에 필요한 부품을 우주에서 직접 만드는 기술들이 속속 개발되고 있다. 달에 세우는 기지도 현지 재료를 이용하는 방안이 추진되고 있다. 우주(space)가 이제 일반적인 공간(space)으로 탈바꿈하고 있다.