스페이스X와 나사(NASA)의 우주사업 차이점.

일론 머스크의 스페이스 X와 미합중국 항공우주국 나사(NASA)가 인류를 화성과 달로 보낼 우주선 개발에 한창입니다. 스페이스 X는 '스타쉽'을 개발하여 화성을 식민지화할 계획을 가지고 있으며, 나사는 '아르테미스' 우주선을 개발하여 유인 달 괘도 왕복 비행을 계획하고 있습니다. 그럼, 스페이스X와 나사의 우주사업의 차이에 대해 알아보겠습니다.

▣ 스페이스 X

스페이스 X는 2002년 일론 머스크가 페이팔을 매각한 금액인 2억 5천만 달러(약 3천억 원)로 설립한 민간 우주로켓 기업입니다. 스페이스 X는 이미 저궤도 인공위성을 발사하여 전 세계에 위성 인터넷을 보급하는 '스타링크 프로젝트'를 진행 중에 있으며, 총 42,000개의 인공위성을 쏘아 올릴 계획입니다. 일론 머스크의 최종 목표는 화성의 식민지화이며, 지구인들을 화성에 이주시켜 새로운 우주시대를 펼칠 계획에 있습니다. 이러한 계획을 실현하기 위해, 머스크는 세계 최초로 상용 우주선을 발사하였으며, NASA보다 훨씬 저렴한 가격(약 3분의 1)에 더 효율성이 있는 로켓을 개발하기도 했죠.

지금의 스페이스 X가 있기까지 일론 머스크는 수없이 많은 로켓 발사 실패를 이겨왔으며, 파산의 위기 속에서 2009년 팰컨 1호의 발사가 드디어 성공하게 되었으며, 그 이후 팰컨 9호까지 여러 차례 성공을 거두고 있습니다. 일론 머스크는 스페이스 X 전체 주식의 약 54%를 가지고 있는 최대주주이며, 구글이 8%를 보유하고 있으며, 넥슨도 지분을 가지고 있는 것으로 알려져 있습니다. 하지만, 화성에 가기 전까지는 상장을 하지 않을 계획이며, 그 대신 스페이스 X의 독립 프로젝트인 '스타링크'의 IPO를 고려하고 있습니다. 

스페이스X의 비용절감

▣ 나사(NASA)

나사(NASA)는 미합중국 항공우주국(National Aeronautics and Space Administration)이란 뜻으로 미국의 정부기관입니다. 1958년에 설립이 되었으며, 1957년 소련이 최초의 인공위성인 '스푸트니크'를 쏘아 올리자, 미국 대통령 '드와이트 아이젠하워'가 NASA 설립을 지시하였습니다. 미국과 소련의 냉전시대 때인, 1961년 러시아의 '유린 가가린'의 유인 우주선인 '보스토크 1호'가 지구 궤도를 일주하면서, 또다시 러시아의 우주 프로젝트가 성공을 거두었고, 당시 J.F. 케네디 대통령은 인류의 달 착륙은 미국이 꼭 먼저 해야 한다며, 당시 미국 전체 예산의 4%를 NASA에 투입시키기도 하였습니다.

케네디 대통령의 이런 노력으로 1969년 아폴로 11호는 달 착륙과 함께 지구 귀환에도 성공하게 됩니다. 우리가 잘 알고 있는 인류 최초로 달에 착륙한 선장인 '닐 암스트롱'은 달에 첫발을 내딛이며, '개인에게는 작은 발걸음이지만, 인류에게는 커다란 도약'이라는 의미심장한 말을 남기기도 하였죠. 

▣ 스페이스 X와 나사(NASA)의 차이점

나사(NASA)에서 만든 비행체는 사람을 우주로 데리고 가는 셔틀의 의미로, '스페이스 셔틀'이라고 불립니다. 스페이스 셔틀은 비행기의 형태를 하고 있으며, 고체 연료를 사용하고 있습니다. 고체연료를 사용하기 시작하면 다 소모될 때까지 전부 사용해야 하며, 부스터는 재사용 가능하고 바다에 떨어지면 회수하고 있습니다.

스페이스X와 나사의 우주선 차이

1. 스페이스 X 스타쉽

• 높이 : 120m
• 무게 : 5000톤
• 추력 : 7200톤

2. 미 항공우주국 우주발사 시스템

• 높이 : 98m
• 무게 : 2600톤
• 추력 : 3900톤

반면 스페이스 X의 비행체는 '크루 드래건'으로 불리며 캡슐 형태를 하고 있으며, 부스터의 로켓 연료는 액체 연료를 사용하고 있습니다. 이 때문에 사용되는 점화되는 연료의 양을 조절하여 속도 제어가 가능하다고 합니다. 이로 인해, 연비가 상대적으로 높으며 나사의 스페이스 셔틀 대비 진동이 적어 승차감이 좋으며 분리된 로켓 부스터는 원하는 장소로 귀환시키는 것이 가능합니다. 일부 부품을 교체하여 최대 100회 재사용할 수 있다고 합니다. 일론 머스크가 가장 중요시하는 재활용 기술인 거죠. 이 기술은 현재 우주로 발사하는 것에 있어 거액의 발사 비용을 절감하였습니다. '팰컨 9' 기준 타업체 대비 3분의 1 수준으로 낮추는데 많은 역할을 하였습니다. 역시 경제성에 있어서는 스페이스 X가 최고의 영향력을 보이고 있습니다. 

1) 안전장치

스페이스 X는 문제 발생 시 미션을 취소하고 우주인이 탑승하고 있는 부분만 분리되어 탈출이 가능합니다. 반면 나사에서 만든 '스페이스 셔틀'은 우주선 문제가 발생할 경우, 탈출이 불가능합니다. 

2) 내부시설

우주 정거장과의 도킹과 이동 등에서 중요한 비중을 차지하고 있는데, 스페이스 X는 조종석을 터치패드를 3개만 남겨두고 불필요한 부분을 제거했습니다. 그래서 직관적인 조작으로 인한 실수를 최소화할 수 있고 불필요한 것이 사라진 만큼 공간이 넓어졌습니다. 이와 다르게 나사는 우주에서 도킹 시 조종석이 2000개의 스위치와 회로차단기로 구성되어 있어서 내부 공간이 비좁아 우주인들이 조작 실수 위험성이 높다고 합니다. 실제로도 조작 실수로 큰일이 벌어진다고 하네요 

스페이스X와 나사의 우주선 비용 차이<$2B vs $2M>

3) 우주복 디자인

스페이스 X는 민간기업으로서 돈을 벌어야 하기 때문에 세련된 디자인과 기능성 우주복을 만들었습니다. 반면에 나사의 우주복은 돈보다 연구목적이 강하죠. 따라서 디자인 부분보다는 기능적인 면에 집중을 한 나사의 우주복 디자인은 투박한 편입니다. 

4) 우주선 지구 귀환

우주왕복선은 지구 귀환을 빼놓을 수 없는데요. 스페이스 X의 크루 드래건은 우주에서 대기권에 돌입하는 순간부터 속도 감축을 위해 역방향 부스터를 분사하고 난 후에 낙하산을 펼쳐서 착륙을 합니다. 반면 나사의 스페이스 셔틀은 비행체가 비행기와 유사한 형태를 하고 있어서, 글라이드처럼 비행을 하여 활주로에 착륙하며 원하는 곳에 착륙이 가능합니다. 

▣ 한국의 우주선 개발

참고로, 항공우주연구소를 통해서 누리호 기술이전 대상 기업 '한화 에어로스페이스'는 국가 방위산업체로서 군수물자와 전략물자 생산기업으로 유명한데요, 최근 발사에 성공한 누리호의 핵심기술인 75톤급 액체 로켓 엔진 제작 협력기업 30개 중 가장 주도적으로 참여한 기업입니다.

누리호 기술 이전은 항공우주연구소를 통해서 진행이 되고 있으며, 스페이스 X의 추진체의 재사용기술을 국내에서 개발하여 적용할 계획을 가지고 있지만, 실현하기 위해서는 아직 갈길이 멀다고 합니다. 또한 우주의 먼 행성까지 우주선을 보내기 위해서는 발사체 기술이 중요한데, 이 또한 현재의 기술로선 한계성을 지닌 상태입니다. 현재 누리호의 추진력은 팰컨 9의 절반 수준입니다. 다만 누리호에서는 클러스터링 기술을 확보하였으며, 현재 개발된 75톤 엔진 9개를 묶을 수가 있는데, 이것은 팰콘 9와 비슷한 성능을 발휘한다고 하네요.

▣ 마무리

스페이스 X는 민간 사업체로 우주비행을 대중화하여 일반인에게 보급하려는 상업적인 목적을 가진 만큼 전문성이 다소 부족한 일반인들이 접근하기 쉽도록 조작 부분을 단순화했으며, 대중들의 이목을 끌게끔 디자인과 상품성에 포커스를 맞추었습니다. 반면 나사의 경우는 정부기관으로서,  제작의도가 우주탐사 연구 목적을 가졌으며, 탑승자가 고도의 전문성을 가진 사람이죠. 돈을 벌려는 목적이 적기에 디자인과 활용성보다는 기능적인 부분에 집중하였습니다. 대신 다소 복잡하고 전문적인 교육을 받은 사람이 아니라면 조작조차 어려움이 있어 높은 진입장벽이 느껴질 수밖에 없습니다. 

 

스페이스 X가 나사보다 훨씬 더 세련되고 앞서 갈 수 있도록 만들어 준 초석은 현재는 협력관계가 되었지만, 나사라는 정부기관의 오랜 연구로 축적된 기술과 노하우가 있었기에 가능했던 거죠. 이 두 기업은 서로 경쟁 관계에 있지만, 서로 없어서는 안 될 관계이기도 합니다.