과기정통부, 향후 3년간 국가 우주개발 구체적 방향 제시

과기정통부, 향후 3년간 국가 우주개발 구체적 방향 제시

 

거대공공연구정책과 작성일 2020.07.23.

 

과기정통부, 향후 3년간 국가 우주개발 구체적 방향 제시
- 코로나19로 인한 우주개발 우려를 불식하고 산학연의 지속적 투자 촉진
- 지속 가능한 우주개발, 우주환경 보호를 위한 우주쓰레기 경감 권고안 마련

□ 정부는 12개 관계부처 합동으로 제34회 우주개발진흥실무위원회*를 개최하고, ｢향후 3년간(’20~’22) 우주개발계획｣과 ｢우주쓰레기 경감을 위한 우주비행체 개발 및 운용 권고｣ 2개 안건을 확정하였다.

* 우주개발진흥실무위원회 : ｢우주개발진흥법｣ 제6조에 근거한, 국가우주위원회 산하 민·관 합동위원회(위원장: 과기정통부 제1차관)

□ 이날 확정한 ｢향후 3년간(’20~’22) 우주개발계획｣은 코로나19 이후 국가별 보호조치 강화에 따른 글로벌 우주개발 위축 우려와 국내 우주개발 주체의 연구개발 투자, 인력 운용의 보수적 운용에 대비,

ㅇ 정부가 명확한 개발 방향을 설정하여 연구계·산업계의 지속적인 발전과 국가 우주개발 생태계 고도화를 도모하기 위해 마련되었다.

ㅇ 또한 ’18.2월 ｢우주개발진흥기본계획(’18~’22)｣의 수립 후 발생한 대내·외 여건과 환경변화를 반영한 향후 3년간의 구체적 실행 계획이다.
□ ｢향후 3년간(’20~’22) 우주개발계획｣의 주요 내용은 다음과 같다.

? (주요 우주사업의 성공적 완수)

ㅇ 한국형발사체 누리호는 75톤 엔진 4기를 클러스터링하여 1단부를 구성하는 작업을 진행하고 있다.

- 향후 우주개발의 상징적인 사업임을 고려, 올해 하반기에 객관적·전문적 점검을 수행하여 발사 성공 가능성이 높은 시점에 발사를 추진할 예정이다.

ㅇ 차세대중형위성 1호는 마무리 단계이나, 코로나19로 인해 발사체 제작국인 러시아와의 협의가 일부 지연되고 있다.

- 향후 한/러 공동 협력을 통해 올해 말 발사를 추진하여 국토 관리 등 고품질 공공 서비스를 제공할 계획이다.

ㅇ 달궤도선 개발도 연료 부족 우려 등의 기술난제를 극복하고 차질 없이 추진하고 있다

- 지난 3월 나사(NASA)와의 협의를 거쳐 조정한 달 전이궤적에 대한 기본 설계를 완료하고 상세 설계를 진행하는 등, ’22년 예정된 우리나라 최초의 우주탐사 사업 성공을 위해 착실히 준비 중이다.

? (국가 전략 자산 확보)

ㅇ ’22년부터 누리호 후속사업을 착수할 계획이다. 후속 사업은 누리호의 발사시장 경쟁력 확보를 위해 신뢰도 및 성능을 개선하고, 발사체 전문기업을 육성함을 목적으로 하고 있다.

- 후속사업을 통해 누리호의 투입성능을 높이고, 위성 다중발사 능력도 갖춘다.

- 누리호 후속사업은 올 하반기 예비타당성 조사를 착수할 계획으로 ’29년 개량형 발사체 발사를 목표로 한다.
ㅇ 한국형위성항법시스템(KPS, Korea Positioning System)은 ’35년 구축 완료를 목표로 개발을 준비한다.

- 한반도 상공에 KPS 위성을 배치하여 고정확 PNT(위치·항법·시각) 정보를 제공할 예정이며,

- 국토교통부·해양수산부·해양경찰청 등과 함께 올 하반기 예비타당성 조사를 거쳐 ’22년부터 착수하는 것을 목표로 한다.

ㅇ ’21년부터 정지궤도 공공복합통신위성 사업도 추진한다.

- ’27년 발사를 목표로 하는 동 위성을 통해 5G 통신망의 안정적 운영을 위한 공공 통신 서비스를 제공하고 악천후에도 안정적인 수재해 감시정보를 확보하며,

- GPS 항법신호의 오차를 보완하는 SBAS 신호*도 함께 제공한다.

* Satellite Based Augmentation System, 위성기반 오차보정시스템

? (지속가능한 우주 경쟁력 확보)

ㅇ 지속가능한 우주개발, 국제적 뉴스페이스 시대에 대비하여, 우주개발진흥법 개정도 추진한다.

- 민간 과학로켓 발사 수요 증가에 대비하여 발사허가 절차 등을 마련하고, 미래 우주자원 탐사 시대의 우주자원 개발을 촉진하기 위한 방안을 검토한다.

- 뉴스페이스(New Space) 시대의 민간 위성 증가에 대비하여 우주쓰레기 감축을 위한 조문도 마련하며, 우주물체 등록 절차도 함께 정비한다.

ㅇ 우주활동 수요 증가 대비 전문성을 가진 인력의 공급은 한정적인 상황을 해소하기 위한 우주전문인력 양성 계획도 체계화 한다.

- 대학(원)생의 현장 실습을 강화하고 기업 종사자의 직무교육 시 현장 맞춤형 교육을 확대하며, 우주분야 석박사 학생이 우주개발 프로그램에 직접 참여하는 도제식 교육 프로그램도 마련한다.
□ 또한 정부는 지구 궤도상에 버려지는 우주쓰레기*를 줄이기 위해, 국내 우주비행체 개발‧운용 기관이 연구개발 시 참고할 수 있는 「우주쓰레기 경감을 위한 우주비행체 개발 및 운용 권고」를 마련했다.

* 임무 종료‧고장 등으로 버려진 인공위성과 부품, 폭발‧충돌 등으로 발생한 파편 등 모든 인공우주물체를 총칭
※ 현재 지구궤도상에는 위성파편 등 지름 1cm 이상의 우주쓰레기 약 90만개가 시간당 4만km의 속도로 지구주위를 공전하고 있어 우주자산과의 충돌 위협 증가

ㅇ 동 권고안은 2007년 국제연합(UN)의 외기권위원회(COPUOS)에서 채택된 ’우주쓰레기 경감 가이드라인‘을 준용하여 작성하였다.

- 정부는 권고안을 통해 국내 개발 주체가 기획부터 운용‧폐기까지의 전단계에서 우주쓰레기를 최소화할 수 있는 개발기준을 제시하였고,

- 우주환경 보호를 위한 국제사회의 노력에 자발적으로 동참하는 환경을 조성하는 것을 목적으로 한다.

ㅇ 주요 내용으로는 우주비행체의 충돌을 예방할 수 있는 설계기준, 충돌 위험 시 회피기동, 임무 종료 이후 잔존 궤도 수명인 25년을 고려한 폐기 조치 등의 기술적 권고 사항을 담고 있다.

ㅇ 이번 권고안은 우리나라에서 우주 환경 보호 기준을 처음 제시한 것으로, 개발 주체의 우주환경에 대한 인식을 제고하며

- 국제적 규범화에 대한 사전 대비와 우주쓰레기 수거로봇 등 관련 분야의 능동 기술개발을 촉진할 것으로 기대한다.

ㅇ 우주개발실무위원회를 주재한 과기정통부 정병선 차관은 “지난 30년간 쌓아온 국가 우주개발 역량이 코로나 19로 흔들리지 않도록 정부는 적극적으로 지원할 예정이며, 연구계·산업계 등 우주개발 주체도 개발 역량이 축소되지 않도록 지속 투자해줄 것”을 당부했다.

붙임 : 제33회 우주개발진흥실무위원회 안건별 요약자료 1부. 끝.

참고

제34회 우주개발진흥실무위 안건별 요약자료

 

1

향후 3년간(’20~’22) 우주개발계획(요약)

 

Ⅰ. 추진배경 및 의의

□ 코로나-19 사태 이후 전세계 우주개발 투자가 위축될 우려

※ 글로벌 위성이미지 업체 ‘One-Web’ 파산 보호 신청(’20.4월)소형발사체社 ‘Rocket Lab’ 로켓 발사 중단(’20.3월)

ㅇ 국내 우주기업들도 사업전망을 부정적으로 전망하며 향후 연구개발 투자를 보수적으로 운용할 계획

ㅇ 특히 공공수요에 의존이 큰 민간기업의 R&D 투자 위축 방지를 위한 정부의 안정적 지원 필요

□ 우주개발 계획의 명확화를 통해 연구계·산업계의 우주개발 역량을 지속 발전시키며, 우주선진국으로 도약하기 위한 발판 마련

ㅇ ’30년 우주개발 역사를 통해 쌓아온 국가 우주개발 생태계 고도화

Ⅱ. 그간 성과 및 시사점

□ (성과) 우주발사체 기술 자립 및 인공위성 개발·활용서비스 고도화

ㅇ 시험발사체(’18.11), 천리안2A(’18.12)·2B(’20.2)호, 차세대소형위성 1호(’18.12) 발사성공 등 가시적인 우주개발 성과 도출

ㅇ 미국 등 주요국과의 우주개발 프로젝트 참여

※ 천문연구원-NASA, 미국 민간 달착륙선 실무그룹 구성(’19.5), 위성항법 협력을 위한 UN ICG 가입 신청(’20.1월 신청)

□ (한계 및 시사점) 산업계 수요 미충족 및 기술적 한계

ㅇ 산업계의 글로벌 성장을 위해 우주공간을 활용하는 공공 수요의 지속적인 발굴과 적극적인 제도적 지원 필요

Ⅲ. 목표와 추진전략

 

Ⅳ. 중점 추진 전략

 

? 주요 우주사업 성공적 완수

□ 독자 발사체 기술확보 : 누리호 발사(’21년)

ㅇ 올해말 비행모델 제작에 착수할 예정으로, 이후 객관적‧전문적 점검을 실시*, 발사 성공 가능성이 담보된 시점에 발사 수행

* 전담평가단(상시 모니터링 및 발사 준비 점검), 발사허가심사위원회(발사 계획 및 비행 안전 심의), 발사관리위원회(발사준비 상황 점검) 등 운영

□ 국토·자원 관리 위성 : 차세대중형위성 1,2호 발사(’20下, ’21上)

ㅇ 제작 마무리 단계로 코로나 사태로 발사체 공급국(러시아)과의 협의가 일부 지연되고 있으나, 적기 발사를 위한 노력을 지속할 예정

* 선적전 검토회의(’20.7) 수행 → 발사장으로 운송(‘20.8말) → 발사장 작업(‘20.9∼10) → 발사(‘20.10∼11) 목표로 준비 중

* (발사체 및 발사장) Soyuz-2 발사체 / 카자흐스탄 Baikonur 발사장

□ 민간 우주역량 향상 : 차세대중형위성 3,4,5호 개발(’23년 이후 발사)

ㅇ 총괄 주관기관(KAI) 선정 후 현재 4호 설계를 추진 중이며, 향후 위성별 적시 사업 착수로 농림·산림·수자원 등 공공수요에 대응

□ 우리나라 최초 우주탐사 : 달궤도선 발사(~’22년)

ㅇ 경량화, 연료버짓 등 기술난제 해결을 위한 사업계획 변경을 토대로 시스템 설계‧총조립, BLT 궤적설계 등을 통해 우주탐사 기술력 함양

* 주요 변경사항 : ① 중량목표 변경(550kg → 678kg), ② 전이궤적 조정(3.5위상전이→BLT), ③ 사업기간 조정: 19개월 연장, ④ 투자규모 확대

* BLT 궤적 : 태양, 지구 등 주변 천체의 중력을 활용하여 속도를 얻는 궤도설계 방법
□ 기상·환경·해양 정보 : 천리안위성 2A/2B호 안착 및 운영(’20년~)

ㅇ 현재 안정적으로 운영 준비 중인 천리안 2A(‘18.12월 발사), 2B호(‘20.2월 발사)를 통해 대국민 밀착 서비스 제공

* (2A호) 기상‧우주기상 관측 서비스 정상 제공(‘19.7~) 중으로 기상예보 정확도 향상에 기여 중

** (2B호) 대기‧해양환경 관측을 위한 천리안 2B호는 현재 궤도 안착 후 영상 보정 등을 수행 중으로 올 하반기 서비스 공급 예정(해양(’20.10월)/대기(’21.1월)

□ 공공·안보 위성영상 수요 대응 : 다목적실용위성 6호·7호 발사(’21년~)

ㅇ 세계적 수준의 서브미터(sub-meter)급 영상레이더(SAR)(6호), 0.3m급 이하 초고해상도 광학탑재체(7호/7A호) 위성 개발 중

- 7호 부터는 시스템/탑재체는 항우연이 주관, 본체는 산업체 주관(KAI)으로 개발하여 산업역량 강화 및 우주개발 경쟁력 제고

? 국가 전략 자산 확보

□ 우주수송력 강화 : 누리호 후속사업 착수(’20년 8월 예타 신청 예정)

ㅇ 한국형발사체 기반 우주수송력 강화, 민간 기술 이전을 통한 국내 산업체 역량 제고 도모

① 신뢰도 제고 : 한국형발사체 반복 발사

② 성능 개선 : 투입성능 제고, 다중궤도 다중발사 기술 확보

③ 전문기업 육성 : 한국형발사체개발기술 민간 이전, 공동 연구개발

□ 자체 항법정보 제공 : 한국형위성항법시스템(KPS) 구축(’22년~’35년)

ㅇ 길찾기부터 코로나19 대응까지 경제·사회 전 분야에서 활용되며 관련 시장도 성장 중인 PNT* 정보의 자체 제공 추진

* 위치(Positioning), 항법(Navigation), 시각(Timing) 정보

① KPS 6대 주요 서비스(안) : ①일반 서비스(상용 GPS급), ②공공안전 서비스, ③SBAS 서비스(국제민간항공기구 표준 보강서비스), ④미터급 서비스(m급 정확도), ⑤센티미터급 서비스(cm급 정확도), ⑥탐색구조 서비스

② 추진부처 : 과기정통부·국토교통부·해양수산부·해양경찰청 등

□ 공공 통신 패러다임 전환 : 정지궤도 공공복합통신위성 착수(’21년~’27년)

ㅇ 재난‧안전 대응 역량 강화* 및 미래 이동통신 패러다임 전환**을 대비하기 위한 공공 위성통신 서비스 제공

* 재난·안전문제 발생 시 긴급통신 사용, ** 5G 위성통신망 활용

ㅇ 주요 기능 : ①Ka대역 통신방송(신기술 테스트베드, 지상망 소실시 긴급통신, 과기부), ②데이터수집(기후에 관계없는 안정적인 수재해 감시정보 확보, 환경부), ③항법보강(GPS 항법시스템 오차 보완, 국토부)

 

? 전략기술 선제적 확보

□ 스페이스파이오니어 사업 착수

ㅇ (기술자립) 발사체, 위성분야 우주부품 기술 자립화, 체계 사업에 실제로 적용될 부품 개발을 위한 총 16개 과제 지원(’21~’30년, 2,115억원)

* (발사체) 소형발사체 추진제 탱크 등 3개 과제, (위성본체) 제어모멘트 자이로 등 7개 과제, (위성탑재체) 적외선 검출기 등 6개 과제

* 세부과제별로 산·학·연 컨소시엄(설계 단계부터 반드시 기업이 참여)을 통해 연구팀을 구성하고, 전문성을 갖춘 사업단에서 사업을 관리하여 기술적 연계 및 보완을 지원

? 우주기업 경쟁력 강화

□ 우주기업 긴급 지원

ㅇ 우주개발 기업의 직간접적 지원 및 재정 부담 경감

R&D제도개선
지체상금면제
기술료/시험검사수수료
결과물 국가 소유 시, 기업 매칭연구비 전액 면제 및 기업 인건비 미지급 규정 예외 적용

※ 과기정통부 소관 과학기술분야 연구개발사업 처리규정 개정 완료(’20.5월)
계약이행 지체시 항우연 등이 기업으로 징수하는 지체상금 한시적 유예 및 추후 면제 추진

※ 금년 한시적 예외적용, 향후 제도화 추진

항우연이 중소기업으로부터 받는 기술료와 시험검사수수료를 각각 25% 및 50%씩 감면

※ 금년 12월까지

 

□ 출연연-산업체 Spin-off 사업 신규 착수 ※ Spin-Off : 우주기술의 타산업 확산

ㅇ 출연연 중심의 성과관리에서 벗어나 기술사업화전문기관과의 협업, 전문가 참여 확대, 기술마케팅 등을 통한 체계적 Spin-off 추진

* 전체 출연연(74.2%)이나 공공기관(37.9%) 대비 항우연의 기술이전율(22.7%) 저조

ㅇ 외부전문가를 통한 기술평가 및 기술마케팅자료(SMK)작성, 외부기술사업화전문기관 협력을 통한 수요자 발굴지원
ㅇ “(가칭)우주에서 창업으로”대회를 개최, 우주기술을 활용한 창업유도
ㅇ 기술별 사업성 평가 후 사업화에 필요한 R&BD 지원

? 지속가능한 우주경쟁력 확보

□ 우주개발 전담조직 강화

ㅇ New Space 시대의 주역인 ‘우주기업’을 지원하고 ‘전략적 국제 협력’을 전담할 조직 설치 추진

□ 우주쓰레기 경감 권고안 제정

ㅇ 우주개발 활동의 폭발적 증가로 국제적 현안으로 대두되는 위성 등 우주자산의 안전한 운용을 위한 우주환경 보호*의 국내 기준 설정

* 현재 지구궤도상에는 위성파편 등 지름 1cm 이상의 우주쓰레기 약 90만개가 시간당 4만km의 속도로 지구주위를 공전하고 있어 우주자산과의 충돌 위협 증가

□ 우주개발진흥법 개정

ㅇ 지속가능한 우주개발, 국제 뉴스페이스 시대에 대비, 우리나라의 우주개발 법체계를 현행화·정비 추진(~‘20.12월)

※ 우주개발진흥법은 ’05년 제정 이후 15차례 개정되었으나, 현안에 따른 필요 규정을 삽입하는 형태에 그쳐, 법체계 전반에 대한 개정 필요성 지속 제기

* 과학로켓 발사, 우주쓰레기, 우주자원개발 관련 조문 규정 등

□ (가칭)민간의 우주개발 촉진에 관한 법률 제정(~‘21.下)

ㅇ 민간의 우주개발을 적극 육성하기 위해 별도의 법령을 제정한 해외 선진국(미, 러 등)처럼 자생적 우주개발 생태계 조성을 위한 법률 제정 추진

* 출연연과 산업체의 공동연구·기술이전 촉진 근거, 인력양성, 해외진출 지원 등

※ 해외 주요국의 우주 인프라, 지원제도 분석, 국내 타 산업분야(방산, 항공 로봇, 드론 등) 사례 분석을 통해 적용 가능 항목 도출

? 우주전문인력 양성

□ 현장 중심의 우주전문인력 양성

ㅇ 우주개발 수요에 맞춰 현장경험·전문성을 제공하기 위한 교육기회 부여 및 제작 실무에 참여 기회 제공

- 대학(원)생 현장교육, 산업체 직무교육, 뉴스페이스 리더 양성 등 실습·현장교육 실시를 통한 산업 밀착형 인력 공급

* 출연연 특화분야 활용 및 위성개발 프로그램 참여 등 실습·현장교육 비중 확대

2

우주쓰레기 경감을 위한 우주비행체 개발 및 운용 권고(안, 요약)

 

Ⅰ. 배경 및 필요성

□ 전세계적인 우주개발 활동의 폭발적 증가로 위성 등 우주자산의 안전한 운용을 위한 우주환경 보호*가 국제적 현안으로 대두
* 현재 지구궤도상에는 위성파편 등 지름 1cm 이상의 우주쓰레기 약 90만개가 시간당 4만km의 속도로 지구주위를 공전하고 있어 우주자산과의 충돌 위협 증가
ㅇ UN 외기권위원회(COPUOS)는 「우주쓰레기 경감 가이드라인(`07)」에 이어 「장기 지속성 가이드라인(`19)」을 채택하는 등 규범화 논의가 활발
ㅇ 美 등 우주 선진국 20여 개국은 가이드라인을 적극 준수하면서, 관련 혁신기술*의 개발을 통한 세계시장 선점 기회를 확보 중
* (예시) 랑데뷰‧도킹, 궤도상 위성수리‧재급유, 우주쓰레기 포획기술(그물, 정전기 견인 등) 등
□ 반면 국내에서는 위성‧발사체 등 기술획득 위주의 정책추진*으로 우주환경 보호를 위한 인식은 미흡
ㅇ 높아진 국내 우주개발 역량* 등을 고려 시, 국제사회의 틀 안에서 지속가능한 우주개발이 수행될 수 있도록 규범체계 마련 필요
* ’18.11월 한국형발사체 시험발사 성공으로 세계 11번째 발사역량 보유국 지위 확보 예상
ㅇ 현재 국내 개발 중인 위성은 대부분 국제 표준을 반영하고 있어, 기술‧비용 측면에서 권고안 이행에 큰 무리가 없는 상황*
* 다만, 임무종료단계에서의 위성의 폐기절차 마련(폐기기술 보유 중), 한국형발사체 최상단의 폐기 기술개발(궤도이탈을 위한 재점화 등) 등을 위한 추가 방안 필요

Ⅱ. 권고안 성격

ㅇ 국내 우주개발 활동 주체가 위성‧발사체 등 개발‧운용 시에 우주쓰레기 경감 활동을 증진할 수 있는 사전 예방적 권고*
* 우주쓰레기 경감 가이드라인(’07년, UN COPUOS 결의) 준용‧작성
※ 국제 기준에 대한 국내 인식 확대 및 기술개발 기반 확보 이후에 법령 등을 통한 단계적 규범화 추진

Ⅲ. 권고안 내용

① 목적 : 위성‧발사체 등 우주 비행체 개발 시, 계획‧운용‧폐기 단계에서 우주쓰레기 경감을 위한 관리적‧기술적 권고
② 대상 : 국내 산‧학‧연이 개발하는 모든 우주비행체 개발 사업
* 단, 권고(안) 제정 이전에 개발계획이 완료되거나 기착수한 사업은 권고대상에서 제외
③ 관리원칙 : 우주 비행체 개발을 위한 선행연구 및 사업계획에 우주쓰레기 생성 최소화를 위한 조치를 포함
- 발사방법‧운용궤도 결정 시, 임무수행 및 폐기 시, 그 밖에 우주 비행체의 우발적인 파열‧기능정지 등이 발생하는 경우 등
④ 기술원칙 : 발사‧임무‧종료‧폐기 全단계에서 우주쓰레기 발생을 제한할 수 있는 적합한 기술을 적용
- (설계) 궤도 투입을 위한 궤도환경 영향 분석, 파열 발생 가능성의 최소화 등
- (운용) 주기적 모니터링, 이상 시 복구 조치, 타 비행체를 위협하는 의도적인 파괴행위 금지, 충돌 위험 발생 시 회피기동의 수행 등
- (폐기) 임무 종료 후, 보호영역* 밖으로 이동, 저궤도에서 궤도 잔존을 최대 25년 이하로 조치, 잔여연료 제거 등 추가 파손 가능성 최소화
* 저궤도(LEO) : 지구 표면부터 높이 2,000km까지, 정지궤도(GEO) : 지구 표면으로부터 높이 약 36,000km에서 ±200km, 경사각은 –15도 이상부터 +15도의 구간

< 지구 궤도상 우주쓰레기 >
< 저궤도‧정지궤도 보호영역 >

Ⅳ. 향후 일정

ㅇ 우주쓰레기 경감 권고안 배포 : 즉시
ㅇ 우주쓰레기 경감 관련 기술개발 로드맵 마련 추진 : ~ ‘21. 상반기