대한민국 항공우주 기술 현황 및 미래 전망
1. 서론: 대한민국, 우주항공 G7을 향한 비상
대한민국 항공우주 기술은 1990년대 초 우리별 1호 위성 발사를 기점으로 본격적인 발전의 궤도에 진입했다.1 이후 러시아와의 협력을 통해 발사체 기술 습득의 초석을 다진 나로호의 도전적 경험을 거쳐, 마침내 2022년 순수 독자 기술로 개발한 한국형 발사체 ‘누리호’ 발사에 성공하며 세계에서 7번째로 1톤급 이상 실용위성을 자력으로 발사할 수 있는 국가 반열에 올랐다.2 이는 항공우주 분야의 후발주자로서 단기간에 이룩한 괄목할 만한 압축 성장의 역사이며, 기술적 추격자(Fast Follower) 전략의 성공적 사례로 평가된다.5 이러한 성과는 단순한 기술력 입증을 넘어, 국가 안보와 경제 발전에 필수적인 우주 주권 확보의 가능성을 열었다는 점에서 중대한 의미를 지닌다.
이러한 기술적 성취를 바탕으로, 한국의 항공우주 정책은 중대한 패러다임 전환의 시기를 맞이하고 있다. 2024년 5월 27일, 국가 우주항공 정책의 컨트롤타워 역할을 수행할 우주항공청(KASA)이 공식 출범했다.6 이는 과거 정부출연연구기관 중심의 연구개발(R&D) 체제에서 벗어나, 민간 기업이 산업 생태계를 주도하는 ‘뉴스페이스(New Space)’ 시대로의 본격적인 이행을 선언하는 정책적 분수령이다.7 우주항공청의 설립은 국가 우주개발 거버넌스의 근본적인 변화를 의미하며, 정책, 산업, R&D 전반에 걸친 구조적 혁신과 민간 주도의 우주경제 창출을 가속화할 것으로 전망된다.8 이제 한국 항공우주 분야는 기술적 성공을 산업적 성공으로 전환시켜야 하는 새로운 도전에 직면했다. 글로벌 시장은 스페이스X(SpaceX)가 주도하는 재사용 발사체 기술과 저궤도 위성통신 서비스 같은 파괴적 혁신으로 인해 기존의 경쟁 구도가 재편되고 있다.10 이러한 격변의 환경 속에서 한국이 단순한 기술 보유국을 넘어 시장을 선도하는 혁신 주도자(First Mover)로 도약할 수 있을지에 대한 심층적인 분석이 요구되는 시점이다.
본 보고서는 이러한 시대적 배경 하에 대한민국 항공우주 기술의 현주소를 다각적으로 진단하고 미래 발전 방향을 모색하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 1부 우주 수송, 2부 인공위성, 3부 항공 기술, 4부 우주탐사 등 4대 핵심 기술 분야의 현재 역량과 당면 과제를 심층적으로 분석한다. 이어 5부에서는 이러한 기술 개발을 뒷받침하는 산업 생태계의 주요 참여자들과 국가 정책의 방향성을 종합적으로 평가한다. 최종적으로, 글로벌 기술 패권 경쟁 구도 속에서 대한민국이 직면한 기회와 도전을 식별하고, ’2045년 우주경제 글로벌 강국 실현’이라는 국가 비전 달성을 위한 지속 가능한 성장 전략과 정책적 과제를 제시하고자 한다.
<표 1> 한국 주요 항공우주 개발 계획 및 목표
| 분야 | 주요 사업 | 2025년 | 2026-2027년 | 2028-2030년 | 2031-2032년 | 2035년 이후 | 관련 출처 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 우주 수송 | 누리호(KSLV-II) | 4차 발사 (민간 주관) | 5차, 6차 발사 | - | - | - | 13 |
| 차세대 발사체(KSLV-III) | 재사용 기술개발 착수 | 핵심기술 선행연구 | 1차 발사 (달 궤도선) | 2차(달 연착륙 검증), 3차(달 착륙선) 발사 | 완전재사용 업그레이드 | 11 | |
| 인공위성 | 차세대중형위성 | 3호 발사 | - | - | - | - | 13 |
| 다목적실용위성(아리랑) | 6호, 7호 발사 | 7A호 발사 | 8호, 9호 발사 | - | - | 13 | |
| 초소형군집위성 | - | 2~11호 발사 (누리호) | - | - | - | 18 | |
| 한국형 위성항법(KPS) | - | 1호기 발사(’27) | 1호기 제작(’29년 발사 목표 수정) | - | 시스템 구축 완료 (총 8기) | 19 | |
| 항공 기술 | KF-21 보라매 | - | 최초 양산분 인도(’26) | 40대 전력화(’28) | 총 120대 도입 완료 | 블록-II/III 성능개량 | 22 |
| 미래항공모빌리티(AAM) | 성층권 드론 시험비행 | K-UAM 실증 | 상용화 준비 | - | 본격 상용화 | 13 | |
| 우주 탐사 | 달 탐사 | - | - | - | 달 착륙선 발사(’32) | 달 기지 참여 | 25 |
| 심우주 탐사 | - | - | - | - | 화성 궤도선(’35), 화성 착륙선(’45) | 17 |
2. 우주 수송 기술 - 우주 주권의 초석
2.1 장. 한국형 발사체 ’누리호’의 성과와 기술적 의의
대한민국 독자 우주 수송 능력의 상징인 누리호(KSLV-II)의 성공은 단기간에 이뤄진 성과가 아니다. 이는 2013년 3차 발사에 성공한 나로호(KSLV-I) 개발 과정에서 축적된 경험의 산물이다. 나로호 사업은 1단 액체엔진을 러시아에 의존했으나, 발사체 시스템 전체를 통합하고 나로우주센터라는 독자적인 발사 인프라를 구축·운용하는 전 과정을 공동으로 수행하며 귀중한 시스템 엔지니어링 기술과 노하우를 체득하는 계기가 되었다.29 이러한 경험은 누리호 개발 과정에서 발생할 수 있는 수많은 시행착오를 줄이고, 완전한 기술 자립으로 나아가는 견고한 디딤돌 역할을 했다.
누리호는 설계, 제작, 시험, 발사의 모든 과정을 국내 기술로 완수한 대한민국 최초의 우주발사체라는 점에서 역사적 의의를 가진다.30 2021년 10월 1차 발사에서는 3단 엔진의 조기 종료로 위성 모사체의 궤도 안착에는 실패했으나, 발사체의 핵심인 1단부 비행과 단 분리 등 주요 비행 시퀀스를 성공적으로 검증했다.30 이후 원인 분석과 보완을 거쳐 2022년 6월 2차 발사에서 성능검증위성을 목표 궤도에 성공적으로 투입함으로써, 대한민국은 세계 7번째로 1톤급 이상의 실용위성을 자력으로 발사할 수 있는 우주 강국의 지위를 확보했다.2 이어진 2023년 5월 3차 발사에서는 차세대소형위성 2호를 포함한 실용급 위성 8기를 성공적으로 궤도에 올려, 발사체 본연의 ‘우주 수송 서비스’ 능력을 실증했다.14
누리호 성공의 핵심은 발사체의 심장이라 불리는 액체로켓 엔진의 독자 개발에 있다. 1단에 사용되는 75톤급 엔진 4기와 2단의 75톤급 엔진 1기, 그리고 3단의 7톤급 엔진은 모두 한국항공우주연구원(KARI) 주도로 순수 국내 기술력으로 개발되었다.32 영하 183도의 극저온 산화제와 3,000도에 달하는 연소실 내부의 극한 환경을 제어해야 하는 액체엔진 기술은 미사일 기술 통제 체제(MTCR)에 따라 국가 간 기술이전이 엄격히 통제되는 전략 기술이다.32 따라서 75톤급 엔진의 개발 성공은 터보펌프, 연소기, 가스발생기 등 핵심 구성품은 물론, 450개에 달하는 각종 밸브류에 이르기까지 높은 수준의 부품 국산화를 달성했음을 의미하며 34, 이는 외부 환경 변화에 흔들리지 않는 독자적인 우주 접근 능력을 확보했다는 강력한 증거다.37
누리호의 성공은 이제 정부 주도의 기술 개발 단계를 넘어 민간 주도의 산업화 단계로 진입하고 있다. 정부는 ’누리호 고도화 사업’을 통해 2027년까지 총 4회의 추가 발사를 계획하고 있으며, 이 사업의 체계종합기업으로 한화에어로스페이스를 선정했다.14 2025년 하반기로 예정된 4차 발사부터는 한화에어로스페이스가 제작 총괄과 발사 공동 운용에 참여하며, 점차 그 역할을 확대해 나갈 예정이다.38 이는 항우연이 축적한 발사체 설계, 제작, 운용 기술과 노하우를 민간 기업으로 이전하여 국내에 발사체 산업 생태계를 구축하려는 정부의 강력한 의지를 보여준다.39 이 과정은 대한민국 우주개발이 국가적 과업 수행을 넘어, 글로벌 우주 시장에서 경쟁하는 상업적 주체를 육성하는 ‘뉴스페이스’ 시대로 본격 진입하는 중요한 전환점이 될 것이다.
2.2 장. 차세대 발사체(KSLV-III) 개발 로드맵
누리호의 성공을 발판으로, 대한민국은 더 높은 성능과 더 넓은 임무 수행 능력을 갖춘 차세대 발사체(KSLV-III) 개발에 착수했다. 2023년부터 2032년까지 총 10년간 약 2조 132억 원의 예산이 투입되는 이 대형 프로젝트의 핵심 목표는 2032년, 1.8톤급의 대한민국 독자 달 착륙선을 우리 발사체로 우리 땅에서 발사하는 것이다.15 이는 단순한 저궤도 위성 발사를 넘어, 심우주 탐사까지 가능한 우주 수송 능력을 확보하겠다는 국가적 비전을 담고 있다.
차세대 발사체는 누리호 대비 성능의 비약적인 향상을 목표로 한다. 지구 저궤도(LEO) 투입 능력은 누리호의 1.9톤에서 10톤급으로, 정지궤도(GEO) 투입 능력은 3.7톤급으로 대폭 확대될 예정이다.42 이를 위해 발사체 구조는 2단형으로 단순화하면서도, 엔진 성능은 극대화하는 방향으로 설계된다. 1단에는 추력 100톤급의 고성능 액체엔진 5기를 클러스터링하고, 2단에는 동일한 엔진의 진공형 2기를 장착할 계획이다. 이 100톤급 엔진은 누리호의 75톤급 엔진이 채택한 가스발생기 사이클 방식보다 구조가 복잡하고 기술적 난도가 훨씬 높은 다단연소 사이클(Staged Combustion Cycle) 방식을 적용하여 개발된다.43 다단연소 사이클은 가스발생기에서 버려지는 가스까지 모두 재연소시켜 추진 효율을 극대화하는 기술로, 스페이스X의 랩터 엔진이나 러시아의 RD-180 등 최신 고성능 엔진에 적용되는 핵심 기술이다. 이 기술의 확보 여부가 차세대 발사체 개발의 성패를 가늠하는 가장 중요한 기술적 도전 과제가 될 것이다.
2.3 장. 재사용 발사체 기술 확보 경쟁
당초 차세대 발사체 사업은 전통적인 소모성(Expendable) 발사체로 기획되었으나, 우주항공청 출범 이후 재사용(Reusable) 발사체 개발로 사업 방향이 전면 수정되었다.11 이러한 전략적 선회의 배경에는 스페이스X의 팰컨9(Falcon 9)이 촉발한 전 세계 발사체 시장의 패러다임 변화가 있다. 팰컨9은 1단 로켓의 수직 이착륙 재사용 기술을 통해 발사 비용을 획기적으로 절감했으며, 누리호의 1kg당 발사 비용이 약 2만 4000달러에서 3만 2500달러 수준인 데 반해, 팰컨9은 10분의 1 수준인 2000~3000달러에 불과하다.10 이러한 압도적인 가격 경쟁력은 기존의 국가 주도 소모성 발사체들을 시장에서 도태시키고 있으며, 미래 우주 수송 시장에서 생존하기 위해서는 재사용 기술 확보가 선택이 아닌 필수라는 냉정한 현실 인식이 정책 변경의 핵심 동인으로 작용했다.
재사용 기술 확보를 위한 핵심 전략은 메탄(Methane) 엔진 개발이다. 현재 누리호가 사용하는 케로신(등유)은 연소 시 그을음(soot)이 많이 발생하여 엔진 재사용을 위한 세척 및 정비 과정이 복잡한 반면, 메탄은 연소가 깨끗하고 냉각 성능이 우수하여 재사용에 훨씬 유리하다.47 이에 정부는 2025년부터 2030년까지 약 491억 원을 투입하여 재사용이 가능한 35톤급 추력의 메탄 엔진 개발 사업에 본격 착수했다.47 이는 스페이스X의 스타십(Starship)이나 블루 오리진(Blue Origin)의 뉴 글렌(New Glenn) 등 글로벌 시장의 기술 트렌드에 부응하는 결정이다. 그러나 국내 메탄 엔진 기술은 아직 3톤급의 기초 연구 단계에 머물러 있어, 상용화 수준의 고추력 엔진 개발까지는 상당한 기술적 도약과 집중적인 투자가 요구되는 상황이다.47
우주항공청은 재사용 발사체 개발을 정부 주도가 아닌, 민간의 혁신 역량을 최대한 활용하는 방식으로 추진하고 있다.49 이는 정부가 임무와 성능 목표를 제시하고, 다수의 민간 기업이 각자의 비즈니스 모델에 기반한 체계 모델을 제안·경쟁하여 최적의 솔루션을 개발하는 방식이다.51 이는 NASA가 스페이스X를 육성했던 상업용 궤도 운송 서비스(COTS) 프로그램을 벤치마킹한 것으로, 민간의 빠른 의사결정과 비용 효율성을 접목하여 개발 기간을 단축하고 시장 경쟁력을 조기에 확보하려는 전략이다. 이러한 변화는 한국의 우주 수송 정책이 ’국가적 위상’과 ’기술 자립’이라는 전통적 가치를 넘어, ’산업 경쟁력’과 ’경제성 확보’라는 실질적 가치를 최우선으로 추구하기 시작했음을 명확히 보여준다. 누리호가 기술 주권의 상징이었다면, 차세대 재사용 발사체는 우주 경제 시대의 주역이 될 ’상품’으로서 개발되고 있는 것이다.
<표 2> 한국형 발사체(KSLV) 제원 및 목표 비교
| 구분 | 나로호 (KSLV-I) | 누리호 (KSLV-II) | 차세대 발사체 (KSLV-III, 재사용) | 팰컨 9 (Falcon 9, Block 5) |
|---|---|---|---|---|
| 개발 목표 | 100kg급 위성 저궤도 발사 | 1.5톤급 실용위성 저궤도 발사 | 1.8톤급 달 착륙선 발사, 재사용 | 저비용 상업 발사 서비스 |
| 총 길이 | 33.5 m | 47.2 m | 미정 | 70 m |
| 총 중량 | 140 톤 | 200 톤 | 미정 | 549 톤 |
| 단 구성 | 2단 (액체+고체) | 3단 (액체) | 2단 (액체, 재사용) | 2단 (액체, 1단 재사용) |
| 1단 엔진 | RD-151 (170톤급) x 1 | KRE-075 (75톤급) x 4 | 100톤급 다단연소 x 5 (메탄) | Merlin 1D (86톤급) x 9 |
| LEO 투입능력 | 100 kg (300 km) | 1,900 kg (600-800 km) | 10,000 kg (소모성) | 22,800 kg (소모성) |
| 달 궤도 투입능력 | - | - | 1,800 kg | 약 4,000 kg (GTO 경유) |
| 1kg당 발사비용 | (비상업용) | ~$24,000 - $32,500 | ~$1,000 목표 (’30년대) | ~2,700 (소모성) / ~1,700 (재사용) |
| 관련 출처 | 29 | 14 | 11 | 10 |
3. 인공위성 기술 - 세계 수준의 역량과 과제
3.1 장. 다목적 실용위성 및 정지궤도 위성 기술 현황
대한민국은 인공위성 분야에서 세계적인 기술 경쟁력을 확보한 국가로 평가받는다.55 특히 고해상도 지구관측 위성 분야에서는 다목적실용위성, 즉 아리랑(KOMPSAT) 시리즈를 통해 괄목할 만한 성장을 이루었다. 1999년 아리랑 1호를 시작으로 지속적인 기술 개발을 통해, 현재 개발 중인 아리랑 7호는 30cm급의 초고해상도 광학 관측 능력을 갖추게 될 예정이다.2 이는 지상의 작은 물체까지 식별 가능한 세계 최고 수준의 기술이다. 또한, 주야간 및 기상 조건에 관계없이 지표면을 관측할 수 있는 영상레이더(SAR) 위성 기술 역시 아리랑 5호, 6호를 통해 확보하며, 광학 위성과 상호 보완적인 감시 정찰 체계를 구축했다.13 이러한 고해상도 관측 위성들은 국토·자원 관리, 재난·재해 감시 등 다양한 공공 수요를 충족시키는 것을 넘어, 국가 안보의 핵심적인 정보 자산으로서 그 전략적 가치가 매우 크다.
정지궤도 위성 분야에서도 대한민국은 독자적인 기술력을 보유하고 있다. 약 36,000 km 상공에서 지구의 자전 속도와 동일하게 움직이며 한반도 상공에 고정된 것처럼 보이는 정지궤도 위성은 24시간 지속적인 관측이 가능하여 통신, 방송, 기상, 해양 감시 등에 필수적이다. 대한민국은 천리안 위성 시리즈를 통해 기상 및 해양 관측용 정지궤도 위성 플랫폼을 독자적으로 개발하고 성공적으로 운용하고 있다.17 특히 2020년 발사된 천리안 2B호는 세계 최초로 정지궤도에서 미세먼지와 같은 대기오염 물질을 관측하는 환경탑재체를 장착하여, 동아시아 지역의 대기 환경 변화를 실시간으로 감시하는 데 핵심적인 역할을 수행하고 있다.55 이는 위성 본체 기술뿐만 아니라, 임무 수행의 핵심인 탑재체 분야에서도 세계를 선도하는 기술력을 확보했음을 보여주는 사례다.
3.2 장. 차세대 중형/소형 위성 및 군집위성 시스템
대한민국 위성 개발 전략은 고성능 단일 위성 개발을 넘어, 산업 생태계 육성과 활용성 극대화를 위한 새로운 단계로 진입하고 있다. 그 대표적인 사례가 ’차세대중형위성 개발 사업’이다. 이 사업의 핵심은 다양한 탑재체를 장착할 수 있는 500kg급의 표준 위성 플랫폼을 개발하고, 그 기술을 민간 산업체에 이전하여 양산 체계를 구축하는 것이다.56 1호기는 항우연 주도로 개발하여 표준 모델을 확립했으며, 2호기부터는 한국항공우주산업(KAI) 등 민간 기업이 개발을 주관하고 있다.16 이는 과거 정부출연연구기관이 축적한 위성 개발 기술과 경험을 민간으로 본격 확산시켜, 국내 우주산업의 체질을 강화하고 글로벌 시장 경쟁력을 높이려는 뉴스페이스 정책의 구체적인 실현이다.58
활용성 극대화 측면에서는 초소형 군집위성 시스템(NEONSAT, New-space Earth Observation SATellite) 개발이 주목된다. 이는 100kg 미만의 초소형 위성 11기를 군집으로 운용하여, 특정 지역을 촬영하는 주기(재방문 주기)를 획기적으로 단축시키는 것을 목표로 한다.18 고성능 위성 한 기가 하루에 한두 번 한반도를 촬영하는 것과 달리, 여러 기의 위성이 궤도를 나눠 돌며 감시 공백을 최소화하는 방식이다. 2024년 4월 시제기 개념의 1호기가 성공적으로 발사되었으며 18, 2026년과 2027년에 각각 5기씩 누리호에 탑재되어 발사될 예정이다.18 이 시스템이 완성되면 한반도 및 주변 해역에 대한 상시 감시 능력이 비약적으로 향상되어, 국가 안보 위협이나 재난·재해 상황에 대한 신속한 대응이 가능해질 것이다.62 이는 위성 기술이 ’고성능’에서 ’고빈도’로, ’단일 자산’에서 ’시스템’으로 발전하는 세계적인 추세를 반영하는 전략적 사업이다.
3.3 장. 한국형 위성항법시스템(KPS) 구축
대한민국은 현재 미국의 GPS(Global Positioning System)에 전적으로 의존하고 있는 위성항법 정보를 독자적으로 확보하기 위해, 국가적 역량을 총동원한 ‘한국형 위성항법시스템(KPS, Korean Positioning System)’ 구축 사업을 추진하고 있다.63 2022년부터 2035년까지 총 3조 7천억 원 이상의 예산이 투입되는 이 거대 프로젝트는, 자체 위성항법시스템을 보유한 미국, 러시아, EU, 중국, 일본, 인도에 이어 대한민국을 세계 7번째 국가로 만드는 것을 목표로 한다.19 이는 단순한 기술 개발을 넘어, 4차 산업혁명 시대의 핵심 인프라를 자립화하고 항법 주권을 확보하려는 강력한 국가 전략이다.65
KPS는 총 8기의 위성으로 구성되며, 이 중 3기는 한반도 상공에 고정된 정지궤도에, 5기는 한반도 상공에 8자 모양으로 머무는 경사궤도에 배치될 예정이다.21 이러한 독특한 궤도 설계는 한반도 및 주변 지역 사용자에게 항상 다수의 위성 신호를 안정적으로 제공하여 서비스의 정확성과 신뢰도를 극대화하기 위한 것이다.21 시스템이 완성되면, 현재 10m 수준의 GPS 오차를 cm급으로 보정하는 초정밀 위치 및 시각 정보를 제공할 수 있게 된다.21 KPS 위성 1호기는 당초 2027년 발사 예정이었으나, 계획 조정에 따라 2029년 스페이스X의 발사체를 이용해 발사될 예정이며 20, 독자 발사체를 활용한 후속 위성 발사는 장기적인 과제로 남아있다.
KPS 구축은 막대한 경제적, 안보적 파급효과를 가져올 것으로 기대된다. 자율주행 자동차, 도심항공교통(UAM), 드론, 스마트폰 기반 정밀 서비스 등 미래 신산업은 모두 정확하고 신뢰성 있는 위치·항법·시각(PNT) 정보를 필요로 한다.64 KPS는 이러한 4차 산업혁명의 핵심 인프라 역할을 수행하며 약 12조 원 이상의 경제적 가치를 창출할 것으로 분석된다.21 안보적 측면에서는 GPS 신호가 교란되거나 차단되는 비상 상황에서도 군사 작전 및 국가 핵심 기반 시설(통신, 금융, 전력망 등)을 안정적으로 운용할 수 있는 능력을 보장한다. 이는 한국의 위성 개발 패러다임이 개별적인 고성능 관측 플랫폼 개발을 넘어, 국가 사회 전반에 필수적인 서비스를 제공하는 통합 시스템 구축으로 확장되고 있음을 보여준다. 과거 아리랑 위성이 ‘플랫폼’ 기술의 정점이었다면, KPS는 ’시스템’과 ’서비스’를 아우르는 새로운 차원의 도약이라 할 수 있다.
<표 3> 대한민국 주요 운용/개발 위성 현황
| 구분 | 주요 위성 | 임무 | 궤도 | 핵심 성능/특징 | 운용/개발 현황 | 관련 출처 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 다목적실용위성 | 아리랑 3/3A/5호 | 고해상도 지구관측 | 저궤도(태양동기) | 광학 50cm급, SAR 1m급 | 운용 중 | 17 |
| 아리랑 6/7/7A호 | 초고해상도 지구관측 | 저궤도(태양동기) | 광학 30cm급, SAR 50cm급 | 2025년 발사 예정 | 2 | |
| 정지궤도위성 | 천리안 1/2A/2B호 | 기상/해양/환경 관측 | 정지궤도 | 24시간 한반도 감시, 미세먼지 관측 | 운용 중 | 17 |
| 차세대위성 | 차세대중형위성 1~5호 | 정밀 지구관측, 과학 | 저궤도(태양동기) | 500kg급 표준 플랫폼, 민간 주도 개발 | 1호 운용 중, 2~5호 개발 중 | 16 |
| 차세대소형위성 1, 2호 | 과학기술 검증 | 저궤도(태양동기) | 소형 SAR 기술 등 핵심기술 검증 | 운용 중 | 17 | |
| 군집위성 | 초소형군집위성(NEONSAT) | 고빈도 한반도 감시 | 저궤도(태양동기) | 100kg 미만 11기 군집, 1m급 해상도 | 1호 운용 중, 2~11호 개발 중 | 18 |
| 항법위성 | 한국형 위성항법(KPS) | 독자 항법 정보 제공 | 정지/경사궤도 | 8기 위성, cm급 정밀 위치정보 | 2035년까지 시스템 구축 목표 | 19 |
| 군사위성 | 군정찰위성 (425 사업) | 대북 감시정찰 | 저궤도 | EO/IR, SAR 위성 5기 | 1~3호 발사, 순차적 구축 중 | 17 |
| ANASIS-II | 군 통신 | 정지궤도 | 군 전용 통신위성 | 운용 중 | 17 |
4. 항공 기술 - 방산 강국을 넘어 미래 하늘로
4.1 장. 4.5세대 전투기 ‘KF-21 보라매’ 개발 현황
대한민국 항공 기술력의 집약체인 KF-21 보라매 전투기 개발 사업은 한국이 항공산업 선진국으로 도약하는 중요한 이정표다. 2001년 김대중 대통령의 한국형 전투기 개발 선언 이후 오랜 타당성 검토를 거쳐 2015년 체계개발에 본격 착수한 이 사업은 수많은 기술적 난관을 극복하며 순조롭게 진행되고 있다.22 2022년 7월, 시제 1호기가 역사적인 초도비행에 성공했으며, 이후 2023년까지 총 6대의 모든 시제기가 초음속 비행, 야간 비행, 무장 분리 시험 등을 성공적으로 완수했다.71 이러한 성과를 바탕으로 2023년 5월 ‘잠정 전투용 적합’ 판정을 획득했으며, 2026년 하반기 공군에 최초 양산 물량 인도를 시작으로 2032년까지 총 120대를 실전 배치하는 것을 목표로 하고 있다.23
KF-21 개발 사업의 가장 큰 기술적 성과는 ’전투기의 눈’으로 불리는 능동전자주사배열(AESA, Active Electronically Scanned Array) 레이더의 국산화 성공이다.73 사업 초기 미국이 핵심 기술 이전을 거부하면서 사업 자체가 좌초될 위기에 처했으나, 국방과학연구소(ADD) 주관 하에 한화시스템이 개발을 맡아 순수 국내 기술로 AESA 레이더 개발에 성공했다.74 이는 약 1,000여 개의 송수신 모듈을 독립적으로 제어하여 다수의 표적을 동시에 탐지·추적할 수 있는 최첨단 기술로, 소수의 항공 선진국만이 보유한 핵심 기술이다. AESA 레이더 국산화는 KF-21의 완전한 기술 주권을 확보했을 뿐만 아니라, 향후 성능 개량과 수출에 있어 제약 없이 독자적인 로드맵을 추진할 수 있는 기반을 마련했다는 점에서 그 의미가 매우 크다.76 이 외에도 임무컴퓨터(MC), 통합전자전장비(EW Suite) 등 핵심 항공전자 장비와 비행제어 시스템의 국산화도 병행하여 추진되고 있다.77
KF-21은 4.5세대 전투기로 분류되지만, 5세대 스텔스 전투기의 특징인 저피탐(Low Observable) 형상 설계를 적용하여 레이더 반사 면적(RCS)을 최소화했다.22 이는 경쟁 기종인 프랑스의 라팔(Rafale)이나 유로파이터 타이푼(Eurofighter Typhoon)보다 우수한 생존성을 제공한다.79 또한, 미티어(Meteor), IRIS-T 등 최신 공대공 미사일을 운용할 수 있는 능력을 갖추어 뛰어난 공중전 성능을 발휘할 것으로 기대된다.71 KF-21의 가장 큰 강점은 ’진화적 개발’이 가능한 뛰어난 확장성에 있다. 현재 개발 중인 블록-I(공대공)과 블록-II(공대지)를 넘어, 향후 내부 무장창을 적용하고 스텔스 성능을 극대화한 블록-III(5세대급)와 유무인 복합운용(MUM-T)이 가능한 6세대 기술로의 단계적 성능 개량이 용이하도록 설계되었다.23 이는 21세기에 개발된 유일한 4.5세대 전투기로서, 미래 전장 환경 변화에 유연하게 대응할 수 있는 잠재력을 지녔음을 의미한다.
4.2 장. 고정익·회전익 항공기 개발 역량
KF-21의 성공은 하루아침에 이루어진 것이 아니라, 수십 년간 축적된 완제기 개발 역량의 결과물이다. 대한민국은 1990년대부터 KT-1 기본훈련기 개발을 시작으로 항공기 독자 개발의 길을 걸어왔다.82 이후 미국 록히드마틴과의 기술 협력을 통해 개발한 T-50 고등훈련기는 세계 최고 수준의 성능을 인정받았으며, 이를 기반으로 파생된 TA-50 전술입문기, FA-50 경공격기는 대한민국 공군의 핵심 전력으로 자리 잡았다.82 특히 FA-50은 뛰어난 성능과 가격 경쟁력을 바탕으로 폴란드, 말레이시아, 필리핀 등 다수 국가에 대규모 수출 계약을 체결하며 K-방산의 위상을 높이는 데 결정적인 역할을 하고 있다.86 이는 한국 항공산업이 내수 시장을 넘어 글로벌 시장에서 경쟁할 수 있는 역량을 갖추었음을 입증하는 사례다.
회전익 항공기 분야에서도 국산 기동헬기 수리온(KUH-1) 개발 성공은 중요한 성과다. 수리온은 육군 기동헬기를 시작으로 해병대 상륙기동헬기, 경찰청, 해양경찰청, 산림청 등 다양한 기관의 요구에 맞춘 파생형 헬기로 성공적으로 개조·납품되며 다목적 플랫폼으로서의 우수성을 입증했다.77 수리온 개발 경험을 바탕으로 현재는 소형무장헬기(LAH)와 소형민수헬기(LCH) 개발도 성공적으로 완료하여 양산을 준비하고 있으며, 이는 고정익과 회전익을 아우르는 균형 잡힌 완제기 개발 능력을 보유하게 되었음을 의미한다.77
완제기 개발과 더불어, 대한민국은 세계적인 민항기 부품 공급망의 핵심 파트너로서의 입지도 공고히 하고 있다. 한국항공우주산업(KAI)을 비롯한 국내 기업들은 보잉(Boeing)의 B787, B737과 에어버스(Airbus)의 A350, A320 등 최신 여객기의 주익, 동체 등 핵심 구조물 개발 및 생산에 참여하고 있다.83 이는 국제적으로 요구되는 엄격한 품질 및 생산 관리 기준을 충족하는 높은 기술력과 신뢰성을 세계적으로 인정받고 있음을 보여준다.
4.3 장. 미래 항공 모빌리티(AAM) 및 친환경 항공 기술
대한민국 항공산업은 현재의 성공에 안주하지 않고, 미래 항공 시장의 패러다임을 바꿀 차세대 기술 확보에 나서고 있다. 정부와 한국항공우주연구원(KARI), 한국항공우주산업(KAI) 등 산·학·연 주체들은 미래 신시장 선점을 목표로 도심항공교통(UAM, Urban Air Mobility) 및 미래항공모빌리티(AAM, Advanced Air Mobility) 분야에 대한 전략적 투자를 시작했다.63 이는 분산전기추진, 수직이착륙(VTOL), 자율비행 등 핵심 기술 개발을 포함하며, 기존 항공기 개발 역량에 대한민국이 강점을 가진 ICT, 배터리, 반도체 기술을 융합하여 시너지를 창출하려는 전략이다.31
구체적인 노력으로, 정부는 ’K-UAM 그랜드챌린지’라는 대규모 실증 사업을 추진하고 있다.31 이는 개발된 기체의 안전성과 운항 시스템, 교통 관리 체계 등을 실제 환경과 유사한 조건에서 통합적으로 검증하는 프로그램으로, 상용화를 위한 기술적, 제도적 기반을 마련하는 것을 목표로 한다.91 이와 함께, 장기적인 관점에서 항공 산업의 지속 가능성을 확보하기 위한 친환경 항공 기술 개발도 활발히 진행 중이다. 태양광을 동력으로 성층권에서 수개월간 장기 체공할 수 있는 무인기 기술 31, 그리고 탄소 배출을 줄이기 위한 수소연료전지 및 하이브리드 전기 추진 시스템 개발 등이 대표적인 예다.77 이러한 노력들은 한국 항공산업이 기존의 방산 및 민항기 부품 시장을 넘어, 아직 시장 지배자가 정해지지 않은 미래 신산업 분야에서 새로운 성장 동력을 확보하려는 전략적 움직임이다. 이는 안정적인 방산 내수 및 수출을 기반으로 고위험·고수익의 미래 시장에 도전하는 균형 잡힌 포트폴리오 전략으로, KF-21 개발 성공이 이러한 다각화 전략을 추진할 수 있는 기술적 자신감과 재정적 기반을 제공하는 선순환 구조를 형성하고 있다.
<표 4> KF-21 보라매와 주요 4.5세대 전투기 성능 비교
| 구분 | KF-21 보라매 (Block-I) | 라팔 (Rafale F4) | 유로파이터 (Typhoon Tranche 4) | F-16V (Block 70/72) |
|---|---|---|---|---|
| 분류 | 4.5세대 다목적 전투기 | 4.5세대 다목적 전투기 | 4.5세대 제공 전투기 | 4.5세대 다목적 전투기 |
| 전장 | 16.9 m | 15.3 m | 15.96 m | 15.03 m |
| 최고속도 | 마하 1.81 (2,200 km/h) | 마하 1.8 (2,223 km/h) | 마하 2.0 (2,495 km/h) | 마하 2.05 (2,500 km/h) |
| 전투행동반경 | 약 1,450 km (내부연료) | 약 1,850 km | 약 1,390 km | 약 1,200 km |
| 최대이륙중량 | 25,600 kg | 24,500 kg | 23,500 kg | 21,772 kg |
| 무장탑재량 | 7,700 kg | 9,500 kg | 9,000 kg | 7,800 kg |
| 레이더 | 국산 AESA | RBE2-AA AESA | Captor-E AESA | AN/APG-83 AESA |
| 스텔스 성능(RCS) | 0.1~0.5 m2 (추정) | ~1 m2 (추정) | ~1 m2 (추정) | >1 m2 |
| 대당 가격(추정) | 약 800억 원 | 약 1,200억 원 | 약 1,300억 원 | 약 850억 원 |
| 특징 및 강점 | 뛰어난 확장성(5/6세대 진화), 국산 AESA, 가격 경쟁력 | 높은 무장 통합도, 전자전 능력 | 뛰어난 고고도/고속 기동성 | 높은 운용 신뢰성, 저렴한 유지비 |
| 관련 출처 | 22 | 79 | 79 | 80 |
5. 우주탐사 - 달을 넘어 화성으로
5.1 장. 대한민국 최초의 달 궤도선 ’다누리’의 성과
대한민국 우주탐사의 서막을 연 달 궤도선 ’다누리’는 2022년 8월 성공적으로 발사된 이후, 약 4.5개월간의 항행 끝에 같은 해 12월 달 임무궤도에 성공적으로 진입했다.31 이는 대한민국이 독자적인 기술로 심우주, 즉 지구 중력장을 벗어난 우주 공간을 항행하고 천체 궤도에 진입하는 데 성공했음을 의미하며, 향후 더 먼 우주로 나아가기 위한 핵심 기반 기술을 확보했다는 점에서 역사적인 성과로 평가된다.92 다누리는 설계 수명을 넘어 현재까지도 안정적으로 임무를 수행하며 귀중한 과학 데이터를 지구로 전송하고 있다.93
다누리에는 총 6개의 과학 탑재체가 장착되어 다양한 임무를 수행했다. 한국항공우주연구원이 개발한 고해상도카메라(LUTI)는 2032년 예정된 달 착륙선의 유력 후보지들에 대한 정밀 지형 영상을 촬영하여 향후 임무 성공을 위한 핵심 정보를 제공했다.94 한국천문연구원의 광시야편광카메라(PolCam)는 세계 최초로 달 전역의 편광 지도를 작성하여 월면의 토양 입자 크기와 티타늄 분포 등을 분석하는 데 기여했다.94 이 외에도 자기장측정기(KMAG), 감마선분광기(KGRS) 등을 통해 달의 자기장 이상 지역과 표면 원소 분포 지도를 작성하는 등 의미 있는 과학적 발견을 이끌어냈다.94
특히 다누리의 성공은 효과적인 국제 협력의 모델을 제시했다는 점에서도 주목할 만하다. 다누리에는 미국 항공우주국(NASA)이 개발한 ’섀도캠(ShadowCam)’이 탑재되었는데, 이는 기존 관측 장비보다 200배 이상 빛에 민감하여 달의 남·북극 지역에 존재하는 영구음영지역 내부를 세계 최초로 선명하게 촬영하는 데 성공했다.93 영구음영지역은 물(얼음)이 존재할 가능성이 높아 미래 달 기지 건설의 유력 후보지로 꼽히는 곳으로, 섀도캠의 관측 데이터는 NASA가 주도하는 유인 달 탐사 프로그램 ’아르테미스 계획(Artemis Program)’에 결정적인 정보를 제공했다. 이러한 성공적인 협력은 향후 국제 공동 우주탐사 프로젝트에서 대한민국의 위상과 발언권을 높이는 중요한 자산이 되었으며, 아르테미스 협정 가입국으로서 주도적인 역할을 수행할 수 있는 기반을 마련했다.12
5.2 장. 달 탐사 2단계: 2032년 달 착륙선 개발 계획
다누리의 성공적인 임무 수행으로 확보된 기술과 자신감을 바탕으로, 대한민국은 ’달 탐사 2단계 사업’에 본격적으로 착수했다. 이 사업의 최종 목표는 2032년까지 1.8톤급의 대형 달 착륙선을 독자 기술로 개발하고, 이를 차세대 발사체(KSLV-III)에 실어 달 표면에 연착륙시키는 것이다.25 2024년부터 2033년까지 약 5,300억 원의 예산이 투입되는 이 사업은 99, 달 궤도를 도는 것을 넘어 달 표면에 직접 도달하여 탐사 활동을 수행하는 것을 목표로 한다는 점에서 한 단계 더 높은 수준의 기술적 도전을 의미한다.
달 착륙선 개발의 성공을 위해서는 여러 핵심 기술의 확보가 필수적이다. 가장 어려운 기술은 달 표면에 충돌 없이 부드럽게 내려앉는 ‘연착륙(Soft Landing)’ 기술이다. 이는 역추진 로켓의 추력을 정밀하게 제어하며 착륙선의 속도를 줄이고, 각종 센서로 지형을 인식하여 장애물을 회피하는 고도의 유도항법제어(GNC, Guidance, Navigation, and Control) 기술을 요구한다.92 또한, 달 표면의 극한 환경(극심한 온도 변화, 높은 방사선, 미세 먼지 등)을 견디며 탐사 임무를 수행할 과학 탑재체와 탐사 로버(Rover) 개발도 중요한 과제다.95 더 나아가, 장기적으로는 달에 존재하는 자원을 활용하여 산소나 물, 로켓 연료 등을 생산하는 현지자원활용(ISRU, In-Situ Resource Utilization) 기술 확보도 목표로 하고 있으며, 이는 미래 유인 달 기지 건설과 지속 가능한 우주탐사를 위한 핵심 기술이다.100
5.3 장. 심우주 탐사를 향한 장기 비전
대한민국의 우주탐사 비전은 달에만 머무르지 않는다. 정부는 ’제4차 우주개발진흥 기본계획’과 ‘미래 우주경제 로드맵’ 등을 통해 달을 넘어 화성과 더 먼 심우주로 나아가는 장기적인 목표를 제시했다.12 구체적으로는 2035년까지 독자적인 화성 궤도선을, 2045년에는 화성 착륙선을 발사하여 본격적인 화성 탐사에 나선다는 원대한 계획을 수립했다.17 이와 더불어, 미래 자원 확보와 우주 위험 대응을 위한 소행성 탐사 및 귀환 임무, 태양 활동을 감시하고 우주 날씨를 예보하기 위한 L4 라그랑주점 태양권 관측소 구축 등 도전적이고 독창적인 심우주 탐사 임무도 추진할 계획이다.99
이러한 장기 비전의 실현은 현재의 기술 수준을 뛰어넘는 혁신적인 선행 기술 확보를 전제로 한다. 수억 km 떨어진 탐사선과 통신하기 위한 대구경 심우주 통신 안테나 및 광통신 기술, 장기간의 임무 수행에 필요한 동력을 공급할 원자력 전지, 그리고 여러 탐사 자산들을 연결할 우주인터넷 기술 등이 대표적이다.53 한국항공우주연구원을 중심으로 이러한 미래 핵심 기술에 대한 선행 연구가 이미 진행 중이며, 국제 공동 연구를 통해 기술 확보 기간을 단축하려는 노력도 병행되고 있다.102 이러한 대한민국의 우주탐사 계획은 단순히 과학적 호기심 충족을 넘어, 미국의 아르테미스 계획이 주도하는 ’지속 가능한 우주경제’라는 글로벌 패러다임에 적극적으로 동참하려는 전략적 포석이다. 달과 화성 탐사를 통해 확보된 기술과 경험은 미래 우주 자원 개발, 우주 수송 서비스, 우주 기반 신산업 등 새로운 경제 영역에서 대한민국이 주도적인 역할을 할 수 있는 중요한 발판이 될 것이다.
6. 산업 생태계 및 정책 분석
6.1 장. 주요 플레이어 분석: KARI, KAI, 한화에어로스페이스
대한민국 항공우주 산업 생태계는 정부출연연구기관과 대기업이 상호 협력하며 국가적 프로젝트를 이끌어가는 구조를 특징으로 한다. 이 구조의 핵심에는 한국항공우주연구원(KARI), 한국항공우주산업(KAI), 그리고 한화에어로스페이스라는 세 주체가 있다.
**한국항공우주연구원(KARI)**은 1989년 설립된 이래 대한민국 항공우주 분야의 연구개발을 총괄하는 핵심 기관이다.103 나로호, 누리호, 다누리, 아리랑 위성, 천리안 위성 등 국가의 명운이 걸린 대형 프로젝트들을 성공적으로 주도하며 기술 자립의 기틀을 마련했다.31 KARI는 항공기, 인공위성, 발사체의 종합 시스템 설계 및 핵심 기술 연구개발을 주요 기능으로 하며, 국가 항공우주개발 정책 수립 지원과 기술 보급의 역할도 수행한다.90 최근 우주항공청 출범으로 국가 R&D 거버넌스가 재편됨에 따라, KARI는 기존의 체계개발 주관 역할에서 점차 벗어나 재사용 발사체, 심우주 탐사, 미래 항공 기술 등 보다 도전적이고 장기적인 관점의 미래 선도기술 및 원천기술 개발에 집중하는 방향으로 역할 재정립이 이루어질 것으로 예상된다.
**한국항공우주산업(KAI)**은 1999년 삼성항공, 대우중공업, 현대우주항공의 항공 부문을 통합하여 설립된 국내 유일의 항공기 체계종합기업이다.87 KT-1 기본훈련기, T-50 고등훈련기, 수리온 기동헬기 개발을 성공적으로 이끌었으며, 현재는 4.5세대 전투기 KF-21 보라매 개발을 주도하며 대한민국 항공산업의 역사를 써나가고 있다.82 KAI의 역할은 항공 분야에만 국한되지 않는다. 다목적실용위성과 정지궤도위성 개발에 참여해 온 경험을 바탕으로, 민간 주도로 추진되는 차세대중형위성 사업의 주관 기업으로 선정되었으며, 누리호의 총조립을 담당하는 등 우주 분야에서도 핵심적인 역할을 수행하고 있다.82 최근에는 정부가 추진하는 ’6G 저궤도 위성통신 시스템 개발 사업’에서 위성 본체 및 체계종합 개발 업체로 선정되어, 미래 통신 인프라 시장으로 사업 영역을 확장하고 있다.70
한화에어로스페이스는 대한민국 발사체 기술의 민간 이전을 선도하는 핵심 기업이다. 누리호의 심장인 75톤급 및 7톤급 액체엔진 전량을 생산했으며, 2022년 ’누리호 고도화 사업’의 체계종합기업으로 선정되어 항우연으로부터 기술을 이전받아 발사체 제작부터 발사 운용까지 전 과정을 주관하게 되었다.39 이는 사실상 대한민국 발사체 산업이 민간 주도로 전환되었음을 의미한다. 한화그룹은 한화에어로스페이스를 중심으로 우주 사업 밸류체인 구축에 박차를 가하고 있다. 계열사인 한화시스템은 위성 탑재체(SAR, EO/IR)와 통신 시스템, 그리고 KF-21의 AESA 레이더를 비롯한 핵심 항공전자 장비 분야에서 독보적인 기술력을 보유하고 있다.115 또한, 국내 위성 전문기업인 쎄트렉아이를 인수하여 위성 제조 역량까지 확보했다.117 이를 통해 ’발사체(한화에어로스페이스) - 위성(쎄트렉아이) - 위성 서비스 및 탑재체(한화시스템)’로 이어지는 수직 계열화를 완성하고, ’한국판 스페이스X’를 목표로 글로벌 우주 시장 공략을 본격화하고 있다.
6.2 장. 민간 주도 생태계 전환과 과제
2024년 우주항공청의 출범은 대한민국 우주 정책이 민간 주도 산업 생태계 조성으로 무게중심을 완전히 옮겼음을 상징한다.6 정부는 더 이상 개발의 주체가 아닌, 민간 기업이 성장할 수 있는 환경을 조성하는 ’촉진자(Facilitator)’와 ’앵커 고객(Anchor Customer)’의 역할을 수행하고자 한다. 이를 위해 ▲발사체(전남 고흥), ▲위성(경남 사천·진주), ▲연구·인재개발(대전)로 특화된 ‘우주산업 클러스터’ 3각 체제를 구축하고, 민간 발사장 및 우주환경시험시설 등 핵심 인프라를 확충할 계획이다.7 또한, 우주 분야 스타트업과 벤처기업의 성장을 지원하기 위한 우주 펀드를 활성화하고, 기업 활동을 저해하는 각종 규제를 혁파하는 등 제도적 지원도 강화하고 있다.7
그러나 이러한 정책적 노력에도 불구하고, 건강한 민간 주도 생태계가 자리 잡기까지는 해결해야 할 과제가 산적해 있다. 첫째, KAI와 한화라는 소수 대기업에 산업 역량이 집중되어 있어, 혁신적인 기술을 보유한 중소·벤처기업이 성장하기 어려운 구조적 한계가 존재한다. 둘째, 우주 분야의 특성상 장기간의 연구개발과 막대한 초기 투자가 필요하지만, 국내에는 아직 민간 기업이 의존할 만한 안정적인 공공 및 상업 시장이 충분히 형성되지 않아 민간 투자가 위축될 수 있다.12 셋째, 산업의 급격한 성장에 비해 이를 뒷받침할 석·박사급 전문인력의 공급은 여전히 부족한 실정이다.2 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 정부가 단기적인 성과에 연연하지 않고, 장기적이고 예측 가능한 R&D 투자 계획을 제시해야 한다. 또한, 공공 부문에서 위성 데이터 구매, 발사 서비스 이용 등 선제적인 수요를 창출하여 초기 시장을 열어주고, 민간 기업들이 개발한 기술을 검증할 수 있는 실증 기회를 지속적으로 제공하는 것이 민간 생태계 활성화의 가장 중요한 관건이 될 것이다.12
6.3 장. 핵심 부품 국산화 현황과 미래 과제
대한민국 항공우주 기술 자립의 역사는 핵심 부품 국산화의 역사와 궤를 같이한다. 누리호는 37만 개에 달하는 부품의 90% 이상을 국산화했으며 36, KF-21의 AESA 레이더는 100% 국내 기술로 개발하는 등 체계(System) 단위의 국산화에서는 괄목할 만한 성과를 거두었다.74 이러한 높은 국산화율은 개발 과정에서 문제가 발생했을 때 신속하게 원인을 분석하고 해결할 수 있는 능력을 부여하며, 해외 기술 통제로부터 자유로운 독자적인 성능 개량과 수출을 가능하게 하는 기술 주권의 핵심 요소다.
하지만 세부 부품 단위로 들어가면 여전히 높은 해외 의존도라는 과제가 남아있다. 위성 분야의 경우, 다목적실용위성의 부품 국산화율은 10년 넘게 60%대에 머물러 있으며, 특히 위성의 두뇌 역할을 하는 탑재컴퓨터, 자세를 제어하는 제어모멘트자이로(CMG), 고해상도 영상의 핵심인 광검출기(CCD) 등 핵심 부품들은 여전히 수입에 의존하고 있다.36 항공기 분야에서도 전투기 엔진과 같은 고부가가치 핵심 기술은 해외 의존도가 절대적이다.77 이러한 핵심 부품의 해외 의존은 개발 비용 상승과 기간 연장의 주요 원인이 될 뿐만 아니라, 국제 정세 변화에 따른 공급망 불안에 국가 전체의 항공우주 프로그램이 흔들릴 수 있는 잠재적 위험 요소다.
이에 정부는 ’스페이스 파이오니어 사업’을 통해 2021년부터 10년간 2,115억 원을 투입하여 발사체와 위성의 핵심 부품 16개 품목에 대한 국산화를 집중적으로 지원하고 있다.120 최근에는 반도체와 같은 소자(Device) 단위의 우주부품 6종에 대한 국산화 개발 사업에도 착수하는 등 국산화의 범위를 더욱 심화시키고 있다.122 진정한 의미의 기술 자립과 산업 경쟁력 확보를 위해서는 완제품 개발과 더불어, 소재·부품·장비 산업의 기초 체력을 강화하려는 꾸준하고 체계적인 노력이 병행되어야 한다.
<표 5> 주요국 우주개발 예산 및 인력 비교 (2023년 기준 추정치)
| 국가/기관 | 정부 우주예산 (억 달러) | GDP 대비 비중 (%) | 전문 연구기관 | 연구기관 인력 (명) | 관련 출처 |
|---|---|---|---|---|---|
| 미국 | ~620 | ~0.23 | NASA | ~18,000 | 2 |
| 중국 | ~119 | ~0.07 | CNSA | - | 2 |
| 일본 | ~49 | ~0.12 | JAXA | ~1,500 | 2 |
| 프랑스 | ~42 | ~0.14 | CNES | ~2,400 | 2 |
| 러시아 | ~34 | ~0.16 | Roscosmos | - | 2 |
| 독일 | - | - | DLR | ~8,400 | 2 |
| 인도 | - | - | ISRO | ~17,000 | 124 |
| 대한민국 | ~7 | ~0.05 | KARI (항우연) | ~1,000 | 2 |
주: 예산 및 인력 수치는 출처 및 조사 시점에 따라 다소 차이가 있을 수 있음.
7. 결론: 지속가능한 성장을 위한 제언
대한민국 항공우주 기술은 지난 30여 년간의 압축 성장을 통해 발사체, 인공위성, 전투기 등 핵심 플랫폼 기술을 독자적으로 확보하는 괄목할 만한 성과를 달성했다. 이는 ’추격자’로서 선진 기술을 빠르게 학습하고 내재화한 결과이며, 세계 7대 우주 강국이라는 국제적 위상을 확보하는 기반이 되었다. 그러나 이제 대한민국 항공우주 분야는 ’기술적 성공’을 ’산업적 성공’으로 전환해야 하는 중대한 변곡점에 서 있다. 스페이스X가 촉발한 재사용 발사체 혁명과 저궤도 위성통신 시장의 급부상은 더 이상 기존의 기술 로드맵만으로는 생존할 수 없음을 경고하고 있다. 상업적 경쟁력, 핵심 부품·소재 기술의 자립도, 그리고 절대적인 예산 및 인력 규모 측면에서 대한민국은 여전히 글로벌 선도국과 상당한 격차를 보이고 있다.
이러한 도전을 극복하고 ’우주경제 강국’이라는 국가 비전을 실현하기 위해서는 다음과 같은 전략적 방향성을 견지해야 한다.
첫째, 정책적 일관성과 선택과 집중이 필요하다. 2024년 출범한 우주항공청의 강력한 리더십 하에, 정권 교체나 단기적인 여론에 흔들리지 않는 장기적이고 예측 가능한 투자 계획을 수립하고 이행해야 한다. 모든 분야에서 최고가 될 수는 없다. 재사용 발사체, 한국형 위성항법시스템(KPS), 미래항공모빌리티(AAM)와 같이 파급효과가 크고 미래 시장을 선도할 수 있는 ‘게임 체인저’ 기술 분야를 명확히 설정하고, 국가적 역량을 집중하는 전략적 결단이 요구된다.
둘째, ’신뢰도 향상’과 ’파괴적 혁신’을 동시에 추구하는 투트랙(Two-track) R&D 전략을 구사해야 한다. 누리호의 반복 발사를 통해 발사 성공률과 신뢰도를 100%에 가깝게 끌어올리고, KF-21의 적기 전력화를 통해 K-방산의 명성을 이어가는 것은 기존 플랫폼의 가치를 극대화하는 중요한 과제다. 이와 동시에, 메탄 엔진, 완전 재사용 기술, 위성 군집 자율운용 기술, AI 기반 항공전자 시스템 등 미래 전장과 시장의 판도를 바꿀 수 있는 파괴적 혁신 기술에 대한 과감한 선행 투자를 병행해야 한다.
셋째, 대기업 중심의 성과를 산업 생태계 전반으로 확산시켜야 한다. KAI와 한화그룹이라는 강력한 체계종합기업의 존재는 국가적 프로젝트 추진에 큰 강점이지만, 이들의 성장이 중소·중견 부품기업과 혁신 스타트업의 동반 성장으로 이어지지 않는다면 산업 기반은 취약해질 수밖에 없다. 정부는 단순한 자금 지원을 넘어, 스타트업이 개발한 부품이나 기술을 공공 프로젝트에 우선적으로 적용하는 등 실질적인 초기 시장을 창출해주어야 한다. 또한, 민간 기업들이 자유롭게 기술을 시험하고 검증할 수 있도록 나로우주센터의 발사장, 각종 시험 인프라를 적극적으로 개방하고 지원하는 정책이 시급하다.
마지막으로, ‘우주경제 강국’ 비전은 장기적인 안목으로 추진되어야 한다. 단기적인 성과에 집착하기보다는, 10년, 20년 후를 내다보는 꾸준한 투자가 필요하다. 미래 항공우주 산업의 가장 중요한 자산은 결국 사람이다. 초·중등 교육부터 대학, 대학원에 이르기까지 체계적인 인재 양성 시스템을 구축하고, 실패를 용인하고 도전을 장려하는 사회적 문화를 조성해야 한다. 또한, 아르테미스 계획과 같은 대규모 국제 공동 프로젝트에 단순한 참여자를 넘어 주도적인 기여자로 참여함으로써, 선진 기술과 경험을 습득하고 국제 사회에서 대한민국의 위상을 강화하는 노력을 지속해야 한다. 이는 단순한 외교적 수사를 넘어, 미래 우주 시장에서 우리의 기술과 산업이 활동할 수 있는 공간을 확보하는 실질적인 국가 경쟁력으로 이어질 것이다.
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- 한화 - 는 우주항공, 오션, 첨단 방산 분야의 독자적인 기술 혁신을 통해 지구에서 우주까지 지속가능한 인프라 구축을 위한 솔루션을 제공하고자 합니다. 우주발사체, 위성체, 우주 자원 탐사, 지구 관측 솔루션, 우주 인터넷 등 미래 원천기술 개발을 선도하며 우주산업의 밸류체인을 구축해 가고 있습니다. - Hanwha Profile 2024, https://www.hanwha.com/profile/business_highlights/aerospace-mechatronics.html
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