Startup Phantom Space wants to be the Henry Ford of rockets

우주스타트업 팬텀스페이스의 꿈

애리조나에 본사를 둔 이 우주발사체 기업은 연간 100건의 우주미션을 발사할 수 있는 로켓을 만들고자 한다.

짐 캔트렐(Jim Cantrell)은 자신을 ‘소형발사체 사업의 지적 아버지 중 한 명’이라고 부른다. 이 말에 동의하지 않기는 어렵다. 2002년, 일론 머스크(Elon Musk)가 스페이스X를 설립했을 때, 캔트렐은 사업개발담당 초대 부사장이 됐다. 캔트렐의 전문기술은 스페이스X의 첫 번째 로켓인 팰컨1(Falcon 1) 개발에 매우 중요했다.

그 뒤, 캔트렐은 스트랫스페이스 (Strategic Space Development, StratSpace)를 설립했다. 이 회사는 미 항공우주국(NASA) 오시리스-렉스(OSIRIS-REx) 탐사선의 소행성 베누(Bennu) 탐사 임무 및 미 비영리단체 행성협회(Planetary Society)의 우주 태양돛(solar sail) 기술 실증과 같은 프로젝트를 수행해왔다. 캔트렐은 달 자원 채굴을 목표로 한 회사 문익스프레스(Moon Express)의 공동설립자이자 최고기술책임자(CTO)였다.

켄트렐은 또 실패할 경우 치명적 결과를 낳는 성격을 가진 산업의 위험 요소에도 정통하다. 문익스프레스는 구글 루나X프라이즈(Google Lunar X Prize, 로버를 달에 착륙시키는 대회로 총 상금 규모는 3,000만 달러였지만 나중에 취소되었다)의 최종 참가팀이었지만, 달은 고사하고 아직 우주에도 나가보지 못했다.

캔트렐의 최근 초점은 팬텀스페이스(Phantom Space)다. 이 회사는 최근 급증한 신생 우주 스타트업들 중 한 곳으로, 이 스타트업들은 더 작고 저렴한 위성 디자인의 폭발적 증가를 기회로 삼고, 이런 탑재체들을 궤도로 발사하려는 수요 증가를 충족할 수 있는 로켓을 개발하려 한다. 그러나 캔트렐과 마찬가지로 팬텀도 대세를 역행함으로써 성공을 거두려고 노력하고 있다.

현재 로켓에서 가장 인기 있는 경향 하나는 승차공유 발사(ride-share launches)로, 고객은 특정 출발 날짜가 정해진 중대형 로켓에 자신의 탑재물을 실을 공간을 구매하는 서비스다. 이는 일반적으로, 고객이 우주로 탑재체를 보내는 단일 발사보다 더 저렴하다. 스페이스X의 승차공유 프로그램을 이용하면 200kg 중량의 탑재체 발사에 100만 달러가 든다(스페이스X의 팰컨9 로켓은 지구 저궤도에 총 2만 2,800 kg을 실어 나를 수 있다). 스페이스X는 지난 1월 21일, 승차공유 임무 전용로켓을 발사해 사상 최다인 143개의 위성을 궤도에 배치했다. 6월에도 스페이스X는 비슷한 임무를 수행할 예정이다. 그런데 놀랄만한 급선회로, 지난 3월 (중대형 로켓 개발 아이디어에 오랫동안 저항해온) 로켓랩(Rocket Lab)이 정확히 승차공유 발사 수행과 스페이스X 팰컨9과의 경쟁을 목표로 뉴트론(Neutron) 로켓을 공개했다.

승차공유 서비스는 팬텀의 기호에 맞는 것이 아니다. 팬텀은 소형 로켓을 대량 생산하고 연간 100개의 로켓을 발사함으로써 우주산업에 족적을 남기고자 한다. 캔트렐은 “우리는 우주의 헨리 포드(Henry Ford)가 되고 싶다. 우리는 이를 발전시킬 방법에 대해 상반된 견해를 가지고 있다”고 말한다. 마치 헨리 포드가 자동차를 재창조 한 게 아니라 자동차 생산 방식을 재창조한 것처럼, 팬텀 역시 로켓을 재창조하려고 나서려는 게 아니다. 단지 로켓 생산을 재창조하려고 할 뿐이다.

어떻게 할 수 있을까? 스페이스X가 사업을 시작했을 때, 궤도에 진입하려는 항공우주기업들의 공급망은 미국 국방부의 재정 시스템에 얽혀 있었다. 이런 시스템에서 독립하기 위해 스페이스X는 모든 걸 자체적으로 구축하기로 결정했다. 스페이스X는 수년간의 손실 기간 동안 도산하지 않기 위해 머스크의 재산과 막대한 투자에 의존했다. 장기간에 걸친 이 도박은 성공했다.

그러나 팬텀의 설립자들은 이를 그대로 따라 할 필요가 없다고 결정했다. 심지어 지난 5년 동안 항공우주 공급망은 더 유동적이고 경쟁적이 되었다. 이는 곧 팬텀이 맨 처음부터 모든 것을 구축하기보다 자사가 원하는 특정 부품을 살 수 있다는 뜻이다. 팬텀은 콜로라도의 우르사메이저에서 3D 프린터로 만든 엔진을 구입한다. 비행컴퓨터(flight computer)의 설계는 NASA의 라이선스를 받았으며, 일부 유통업체가 약 50달러에 판매하는 비글본블랙 보드(BeagleBone Black board)를 사용한다. 배터리나 원격측정시스템과 같은 다른 부품들은 미사일방어체계 공급망을 통해 구입한다.

헨리 포드 비유는 단지 포부가 아니라, 이 회사의 모델이다. 공동창업자 마이클 디안젤로(Michael D’Angelo)는 자동차 사업과 로켓 사업은 유사한 성장 곡선을 그리게 된다고 말한다. 즉 생산량을 두 배로 늘리면, 효율성 증대와 생산 과정에서의 실수 감소와 연관된 규모의 경제(economies of scale)를 달성한다는 의미다. 컴퓨터와 모바일 기기도 비슷한 경로를 따랐다. 게다가 오늘날 공급망은 팬텀이 원하는 식의 신속한 제조가 가능할 만큼 충분히 성숙했다고 디안젤로는 주장한다.

현재, 팬텀스페이스는 두 가지 종류의 로켓을 추구하고 있다. 먼저 18.7미터 높이의 데이토나(Daytona)가 있다. 이 로켓은 약 450kg을 우주로 보낼 수 있게 개발할 예정이다. 이는 아마 소형로켓급이라고 부르기에는 큰 로켓일 수도 있지만, 회사 분석에 따르면 이것이 수익성 있는 활동을 위한 최적의 크기라고 추정한다고 캔트렐은 설명한다. 다음으로 20.5미터 높이의 라구나(Laguna)가 있다. 최대 1,200 kg의 탑재체를 실어 나를 수 있는 로켓이다. 팬텀은 (유사한 수직착륙 과정을 포함해) 스페이스X 팰컨9과 같이 재사용 가능한 1단 부스터가 장착된 라구나를 개발 중이다.

우주로 날아가는 데이토나 로켓 상상도. 팬텀 스페이스 제공

팬텀은 틈새시장을 공략하고 있다. 승차공유 서비스는 저렴하지만, 고객이 임무 진행 방식을 통제할 수 있는 권한은 그리 크지 않다. 승차공유 임무는, 기차처럼 경로가 정해져 있다. 만일 고객이 위성을 다른 궤도나 궤적으로 보내기를 원한다면 그곳에 도달하게 해줄 값비싼 추진기를 설치해야 한다. 그렇지 않으면 고객은 새로운 궤도에 맞게 위성의 기능을 재설계하거나, 덜 유리한 궤도를 용납하거나, 단순히 다른 임무의 승차권을 구입해야 한다. 또한 고객은 자신의 위성이, 동반하는 다른 모든 탑재체들과 잘 맞기를 바라는 것이 좋을 것이다. 왜냐하면 이런 우주비행들은 예약이 꽉 차기 때문이다.

소형로켓 발사는 비용이 더 들 수는 있지만, 고객에게 제어권을 다시 돌려준다. 고객이 매우 구체적인 요구사항이 있는 임무(예를 들어, 위성군집에서 특정 위성을 교체한다거나, 민감한 장비를 발사한다거나, 고비용의 기술 실증을 수행하는 등)가 있을 경우, 고객은 아마도 승차공유보다 전용 비행을 원할 것이다. 유타주립대 우주역학연구소(Space Dynamics Laboratory)의 우주시스템공학자 라이언 마티뉴(Ryan Martineau)는 “확실히 이런 소형로켓 발사에 대한 관심과 수요가 있다”고 말한다.

캔트렐은 팬텀이 예산 낭비 없이 이런 수요를 충족할 수 있다고 생각한다. 그는 자사의 접근 방식이 실제로 승차공유 모델의 3분의 1 가격으로 발사 서비스를 제공할 수 있다고 추정한다.

하지만 우선 이 회사는 실제로 우주에 나가야 한다. 목표는 데이토나가 2023년에 첫 우주비행을 하는 것이다. 캔트렐은 신형 로켓의 첫 4회 비행에 대한 신뢰도(reliability) 비율은 전형적으로 50%라고 말한다. 팬텀의 계획에 따르면 대략 첫 4회 비행 중 적어도 한 번은 궤도에 진입한다고 가정하고 있다. 회사는 최근 미 공군으로부터 캘리포니아주 반덴버그 공군기지(Vandenberg Air Force Base)의 발사장을 임대하기 위한 계약을 체결했고, 현재 플로리다주 케이프커내버럴(Cape Canaveral)에서 발사하기 위한 허가도 받으려 하고 있다. 이는 연간 100회 발사가 진정한 목표라면, 중요한 초기 단계다.

팬텀은 또한 위성을 개발해함으로써 고객들을 위한 ‘원스톱샵(one-stop shop)’이 되기를 원한다. 지난 5월, 팬텀이 캔트렐의 스트랫스페이스를 인수한 것은 이와 같은 원스톱샵 사업의 핵심이 될 것으로 보인다. 회사는 고객들을 위한 위성군집 프로토타입을 연구하고 있으며, 상업적으로 12억 달러의 지원을 받은 과학임무(구체적 사항은 몇 달간 공개되지 않을 것이다)를 개발하는 그룹의 일원이다. 그리고 회사는 팬텀 클라우드(Phantom Cloud)라고 부르는 통신망을 조용히 연구해왔다. 이는 본질적으로 메시 네트워크(mesh network)로, 다른 위성들이 서로 또는 위성 표면에 부착된 시스템과 통신하는 데 사용할 수 있다. 캔트렐은 이를 ‘우주용 위성인터넷(satellite internet for space)’이라고 부른다.

사실 팬텀은 스페이스X를 비롯한 다른 대형로켓 제조업체들을 꼭 이길 필요가 있는 것은 아니다. 단지 자기 입장만 고수하면 된다. 마티뉴는 “소형발사체 시장이 성숙함에 따라 이런 역량을 활용하려는 다양한 고객들을 보게 될 것으로 예상한다”며 “한쪽이 우세해져 다른 쪽을 서서히 몰아낼 가능성은 낮다고 생각한다”고 말한다.

공존은 괜찮다고 캔트렐은 말한다. “우리는 스페이스X가 훌륭하게 이 재사용 가능한 대규모 우주운송시스템을 개발했다는 것을 인정하지만, 우주운송 생태계에서 근본적으로 다른 적어도 2개(아마도 그 이상)의 경제시스템 중 하나에 불과하다고 생각한다.” 그는 팬텀이 다른 하나를 개척하기를 꿈꾸고 있다.

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