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[ 보고서 소개 ]

최근 국내 우주전담기구인 우주항공청이 설립되면서 우주항공 5대 강국 입국을 위한 정책 방향이 발표되고, 글로벌 시장에서는 미국 우주기업 스페이스X가 개발 중인 우주로켓 스타십이 4번째 시험발사에서 목표로 했던 궤도 비행을 성공적으로 마치며, 우주산업이 크게 주목을 받고 있다.

뉴 스페이스 시대로 우주산업의 패러다임이 전환되고, 이로 인해 최근 인공위성이나 우주로켓 발사 같은 우주항공 기술이 눈에 띄게 발달하면서 우주(space) 기술의 트렌드가 급변하기 시작하고 있다.

이와 함께 우주산업이 새로운 블루오션으로 부상함에 따라, 전세계 어디에서든 인터넷 사용이 가능하게 될 저궤도 위성통신 시스템을 비롯해 우주산업이 본격적으로 시장을 형성하기 시작하고 있다.

인공위성(Artificial Satellite)은 지구나 우주에 있는 천체 주위를 계속 돌며 지구를 들여다보는 ‘눈’으로 우주에서 촬영된 지구관측 정보는 환경·에너지·자원, 식량안보, 재난대응 등 다양한 사회문제 해결을 위한 정보로 활용됨으로써 인류의 삶의 질을 향상시킬 뿐 아니라, 인류의 우주탐사에 대한 꿈을 실현시킬 수 있는 핵심기술로, 군비 경쟁에서 출발한 로켓 기술이 현대에 들어서 우주산업 개발 경쟁으로 치열해지고 있다.

특히 위성인터넷은 지상 광역 통신망 없이 통신환경을 제공하기 때문에 기존 인공위성의 군사 정보, 지표면 및 대기 관측, 방송 지원 역할 이외에도 자율주행차량, 클라우드 서비스 등 민간 서비스 영역으로 그 활용 범위가 점차 확대되고 있으며, 초연결 사회를 위한 차세대 필수 네트워크 시스템이다.

머지않아 스타링크(Starlink), 원웹(OneWeb)과 같이 저궤도에서 우주통신 네트워크가 본격적으로 가동되면, 사막, 대양과 같이 통신 사각지대에서 6G 기술과 맞물려 새로운 기술 및 시장수요가 창출될 수 있을 것으로 전망되고 있다.

이러한 초연결사회를 구현하게 될 초고주파수 대역 통신은 매우 높은 통신 대역폭을 제공하는 대신, 강우ㆍ구름과 같은 날씨의 영향을 많이 받기 때문에 해결해야 할 과제가 산적해 있지만, 저궤도 군집위성을 기반으로한 위성통신과 이를 기반으로한 6G 기술을 통해 지속적으로 다양한 해결 방안이 제시될 것으로 예측하고 있다

한편, 인공위성은 궤도에 따라 저궤도(200~2,000km), 중궤도(2,000~2만km), 정지궤도(약 35,800km), 고궤도(36,000km~)로 분류할 수 있는데, 최근 우주인터넷 산업이 크게 성장하면서 비용을 적게 들이면서도 원하는 용도로 사용할 수 있는 소형위성의 수요가 확대됨에 따라 저궤도 중심의 인공위성이 대부분을 차지하고 있다.

그리고 인공위성의 수요가 늘어남에 따라 크기와 사양도 다양해지면서 크기와 무게에 따라 대형·중형·소형·초소형 등으로 나누기도 하는데, 정지궤도를 도는 통신·기상위성 등은 주로 3t 안팎의 대형(1,000kg 이상)이며, 이에 비해 저궤도는 500~100kg 사이의 중형 위성과 500kg 이하의 소형, 또 10~100kg 사이의 초소형위성이 있다.

글로벌 위성산업은 스페이스X·블루오리진·원웹 등의 주도 아래, 앞으로 몇 년 간 상당한 성장세를 보이면서, 2024년 1,933억 달러(약 259.8조원)에서 2029년까지 2,972억 5천만 달러(약 399.5조원)로 증가할 전망하고 있는 가운데, 인공위성 기반 초고속 통신이 증가하면서, 위성항법 장비·지상국 장비 등 지상장비(50.0%)와 TV·통신·인터넷·GPS 등 위성서비스(43.5%)가 전체의 93.5%로 위성산업을 주도할 것으로 전망되고 있다.

한편, 최근 위성을 포함한 우주 관련 사업들이 국가 주도에서 민간이 주도하는 ‘비즈니스의 장’으로 변모하고 있다는 점도 주목해야 한다. 우주산업은 장기·대형 프로젝트가 대부분으로 주로 정부가 우주개발의 주된 자본 공급원이 되는 구조였다. 하지만 최근에는 아이디어와 기술력을 가진 민간업체들이 진입 가능한 영역으로 발전하고 있다. 민간 투자가와 기업가적 활동 모델을 기반으로 기업들의 참여가 활발해지면서 우주산업이 민간 주도로 전환되고 있는 것이다. 민간의 참여 확대는 우주개발의 상업화와 더불어 우주개발의 산업생태계 전반에 변화를 가져와 공공과 민간의 협력 확대로 이어지고 있다.

이처럼 위성을 중심으로 한 우주산업은 머지않아 농업·보험·해상·물류·운송·건설·부동산 등 다양한 비즈니스 全 영역에 크게 영향을 미칠 것으로 기대되는 만큼, 모든 관련 기업에게는 새로운 비즈니스 기회가 될 것으로 판단되어, IRS글로벌은 본서를 기획 출판하게 되었으며, 모쪼록 미력하나마 위성을 포함한 우주산업에 참여하고 있는 업체들의 경쟁력 강화에 도움이 되기를 기대해 본다.

[ 목차 ]

Ⅰ. 우주산업 및 인공위성 기술 트렌드와 시장 전망

1. 우주산업 기술 개요

  1-1. 다행성(multiplanetary) 문명 시대

    1) 인간의 상상력과 기술의 진화

    2) 새로운 우주 시대

      (1) 新우주 시대 개막

      (2) 우주경제

  1-2. 우주산업 개요

    1) 항공우주산업

    2) 우주산업의 시작, 인공위성(Artificial Satellite)

    3) 우주 패권을 위한 우주 발사체 기술

      (1) 우주 발사체

      (2) 우수발사체 원리

      (3) 로켓엔진 추진제

  1-3. 뉴 스페이스(new space) 시대 개막

    1) 인공위성의 역사

    2) 올드 스페이스(old space)

    3) 뉴 스페이스(new space) 시대 도래로 인한 우주산업 생태계 변화

  1-4. 뉴 스페이스(new space)로 인한 우주항공산업의 생태계 변화

    1) 스페이스X(SpaceX)

    2) 블루오리진(Blue Origin)

    3) 버진갤럭틱(Virgin Galactic)

2. 최근 우주 비즈니스 트렌드

  2-1. 민간 주도 확대와 애자일(Agile) 사업

  2-2. 주요국들의 우주 정책 방향성

  2-3. 로켓의 가격 저하로 인한 우주 사업의 확대

  2-4. 우주산업의 ESG

  2-5. 상업화 수준으로 진화된 초분광센서(Hyperspectral Sensor)

  2-6. 위성 데이터의 가치

  2-7. 우주 쓰레기

    1) 인공위성에 대한 적절한 처분

      (1) 디오비팅(De-Orbiting) 태양돛

      (2) 쓰레기 그물

    2) 인공위성의 유지ㆍ관리

      (1) Life Extension

      (2) Relocation/Salvage

      (3) Robotice

  2-8. 우주에서 에너지 생산

  2-9. 상업용 궤도 서비스

    1) 배경과 니즈

    2) 주요 업체 및 시장 동향

  2-10. 클라우드 서비스를 통해 우주 사업의 저비용화 실현

  2-11. 우주 시스템에 대한 위협과 레질리언스

  2-12. 포스트 국제우주정거장(ISS) 시대

  2-13. 신규 비즈니스의 기회

3. 뉴 스페이스 시대 핵심인 우주산업 분류별 현황

  3-1. 우주여행 산업

    1) 개요

    2) 현황

    3) 종류

      (1) 성층권 여행

      (2) 준궤도 여행

      (3) 달 여행

      (4) 화성 여행

      (5) 성간 여행

  3-2. 우주 광물 채취 산업

    1) 개요

    2) 현황

  3-3. 상용 우주정거장 건설 산업

    1) 개요

    2) 현황

  3-4. 저궤도 소형 군집위성 구축 산업

    1) 개요

    2) 현황

  3-5. 우주쓰레기(Space Junk) 수거 산업

    1) 개요

    2) 현황

    3) 로보틱스 활용

      (1) 조기 실현이 요구되는 로보틱스

        ① 각 궤도상 서비스의 실현 시기

        ② 콘스텔레이션 사업의 확대와 궤도상 서비스에 대한 니즈 향상

        ③ Robotics의 고도화

      (2) 로보틱스의 보급을 위한 과제와 대응

        ① 자동화 기술의 실용화

        ② 정보 연계 시스템 구축

        ③ 국제 규칙 형성

  3-6. 우주시대를 위한 위성산업

    1) 위성산업 기술 개요

    2) 인공위성의 종류

      (1) 저궤도 위성(Low Earth Orbit, LEO)

      (2) 중궤도(Medium Earth Orbit, MEO)

      (3) 정지궤도 위성(Geostationary Earth Orbit, GEO)

    3) 인공위성의 역할

      (1) 통신위성(Telecommunication Satellite)

      (2) 방송위성(Broadcasting Satellite)

      (3) 기상위성(Meteorological Satellite)

      (4) 과학위성(Scientific Satellite)

      (5) 항행위성(Navigation Satellites)

      (6) 지구관측위성(Earth observation satellites)

      (7) 군사위성(Military Satellite)

4. 국내외 우주산업 기술 및 산업 현황

  4-1. 해외 각국의 우주산업 육성 전략

    1) 미국

    2) 유럽

    3) 중국

    4) 일본

  4-2. 국내 우주산업 기술 현황

    1) 위성 발사 개요

    2) 한국형 발사체 누리호

  4-3. 국내외 우주산업 개발 현황

    1) 해외 우주산업 개발 현황

      (1) 스페이스X(Starlink)

      (2) 원웹(OneWeb)

      (3) 아마존 카이퍼 프로젝트(Amazon Kuiper Project) 

      (4) 텔레셋(Telesat)

    2) 국내 우주산업 개발 현황

      (1) 국내 저궤도 위성 기술개발 및 정책 지원 방안

        ① 저궤도 위성통신 기술개발사업

        ② 6G 시대를 준비하는 위성통신 기술 발전 전략

      (2) 향후 국내 우주개발 방향

        ① 발사체 분야

        ② 위성 분야

        ③ 우주탐사 분야

      (3) 국내 우주산업 육성 전략 및 시사점

  4-4. 우주산업 시장 규모

    1) 우주 경제 규모

      (1) 시장 구조

      (2) 향후 성장 예측

    2) 우주산업 시장 전망

      (1) 시장 규모 및 동향

      (2) 시장 전망

    3) 상업용 위성산업 글로벌 시장 동향

      (1) 위성 산업의 개요

      (2) 위성 산업의 분야별 동향

        ① 위성 서비스 분야

        ② 위성 제조 분야

        ③ 발사 산업 분야

        ④ 지상 기기 분야

      (3) 위성 제조 실적

      (4) 로켓 발사 실적

    4) 세계 CubeSat 발사 실적

Ⅱ. 초디지털 사회와 통신 네트워크 확장을 위한 위성통신

1. 우주시대로 나아가기 위한 ‘디지털화’

  1-1. 새로운 인류 혁명

    1) 보다 진화된 개념의 디지털 사회

    2) 초스마트 사회

    3) 디지털 전환 관점

  1-2. 글로벌 네트워크에 기반한 미래 사회

    1) 디지털 네트워크

    2) 미래 사회의 기반 인터넷

      (1) 디지털 패권 경쟁

      (2) 글로벌 인터넷 거버넌스의 변화

    3) 디지털 시대의 가속화에 따른 새로운 변화

2. 3차원 네트워크로 진화하고 있는 인터넷

  2-1. 차세대 통신 기술 6G 도래

  2-2. 네트워크 연결의 중요성

  2-3. 6G를 기반으로 한 초공간

  2-4. 안전한 네트워크 연결망을 위한 해결 과제

    1) 네트워크 연결망

    2) 고도화된 네트워크 기술을 위한 해결 과제 및 새로운 변화

3. 서비스형 네트워크 기술(Network-as-a-Service)

  3-1. 서비스형 네트워크 기술(Network-as-a-Service) 개요

    1) 서비스형 네트워크(Network-as-a-Service) 등장 배경

    2) 기업 네트워크 구축 및 유지 관리 시스템의 변화

  3-2. 서비스형 네트워크(Network-as-a-Service) 개념 및 특징 

    1) 서비스형 네트워크(Network-as-a-Service) 개념

    2) 서비스형 네트워크(Network-as-a-Service) 특징

  3-3. NaaS의 필요성

  3-4. NaaS의 구현 방식

  3-5. NaaS의 이점

  3-6. 서비스형 네트워크 기술 현황 및 전망

    1) 서비스형 네트워크 기술 현황

    2) 서비스형 네트워크 기술 전망

4. 디지털 사회 구현을 위한 위성통신 기술

  4-1. 위성통신 기술 개요

    1) 위성통신 기술 개념 및 특징

    2) 위성통신 특징

      (1) 위성통신의 특징

      (2) 위성통신 장단점

        ① 장점

        ② 단점

  4-2. 위성통신의 필요성

    1) 현대 인터넷의 기반 케이블 통신

    2) 기존 인터넷 인프라의 한계

  4-3. 우주통신 네트워크 시대

    1) 통신산업의 새로운 가치 위성통신 서비스

      (1) 위성통신 서비스

      (2) 저궤도 위성통신 특징 및 구조

      (3) 광케이블과 위성통신 비교

    2) 뉴 스페이스 시대 우주인터넷

      (1) 우주인터넷 개념

      (2) 우주인터넷 특징

    3) 위성통신 원리 및 구성

    4) 우주인터넷 산업 현황

5. 국내외 위성산업 개발 및 시장 동향

  5-1. 국내외 위성통신 개발 및 시장 동향

    1) 해외 위성산업 개발 동향

    2) 국내 위성통신 개발 동향

      (1) 국내 통신 3사 위성통신 기술 개발 현황

        ① SK텔레콤

        ② KT

        ③ LG U+

      (2) 한화시스템의 위성통신 기술 개발

  5-2. 국내외 저궤도 위성 시장 동향

  5-3. 국내 위성통신 활성화 전략

    1) 국내 위성통신 산업 경쟁력 강화 지원(혁신)

    2) 위성망 확보와 全주기 관리에 노력(개척)

    3) 신규 위성통신 서비스 도입 관련 제도 검토(개방)

    4) 주파수 공존을 통해 위성전파 효율적 이용(공존)

    5) 전파 이용 질서를 확립(공존)

Ⅲ. 인공위성의 연구개발 및 특허 동향 분석

1. 인공위성 연구개발 동향 분석

  1-1. 분석절차

  1-2. 연도별 연구 동향

  1-3. 유형별 연구의 수

  1-4. 인용 상위 연구

  1-5. 주제 분석

  1-6. 주요 단어 및 네트워크 분석

  1-7. 연구 주제별 평균 인용 수

  1-8. 연도별 평균 인용 수

  1-9. 주요 학술지

  1-10. 주제별 전망

  1-11. 오픈엑세스 저널 비율

  1-12. 펀딩연구의 비율

  1-13. 주요 펀딩 기관

2. 인공위성 특허 동향 분석

  2-1. 분석절차

  2-2. 연도별 특허 동향

  2-3. 국가별 출원 동향

  2-4. 기업별 출원 동향

  2-5. 인용 상위 특허

    1) Artificial satellite

    2) Artificial satellite and method for filling a tank of propellent gas of said artificial satellite

  2-6. 주요 단어 및 네트워크 분석

  2-7. 주제 분석

  2-8. 평균 인용 수

  2-9. 주제별 전망

Ⅳ. 위성 및 우주 산업 관련 글로벌 마켓 데이터

1. 위성 산업

  1-1. 위성 시장

  1-2. 위성 발사

  1-3. 인공위성 보유 현황

  1-4. 주요 기업 실적

2. 우주항공 산업

  2-1. 우주항공 시장 규모

  2-2. 달 착륙

  2-3. 우주항공 투자

  2-4. 우주항공 주요 업체