[장영근의 우주 속으로] 4차 산업혁명 완성할 우주산업

1차부터 3차까지의 산업혁명은 각각 생산 기계화, 대량 생산, 생산 자동화로 특징된다. 그리고 현재 진행 중인 4차 산업혁명은 모든 것을 디지털화하는 특성을 갖는다. 사물 인터넷, 인공지능, 기계학습, 3D 프린팅, 클라우드 컴퓨팅, 빅 데이터, 자율 로봇, 재료과학, 나노기술, 양자 컴퓨팅 및 증강·가상현실 등이 4차 산업혁명의 첨단기술에 속한다.

4차 산업혁명의 기술혁신 및 프로세스는 기하급수적인 속도로 발전하고 있다. 4차 산업혁명은 생태계 변화에 산업이 실시간으로 대응할 수 있는 새로운 초연결 패러다임을 제공한다.

4차 산업혁명은 대부분 지상에서의 기술 및 변화와 연계되어 있다. 혁신적인 제품과 서비스를 갖춘 많은 뉴스페이스 기업이 글로벌 우주산업 및 관련 시장에 진입하고 있다.

오늘날 우주산업의 응용 서비스는 미래 혁신을 위한 토대를 제공하고 있다.

전 세계 수십억 명의 사람들에게 언제 어디서나 접근 가능하고 점점 더 빠른 연결을 제공하는 위성기술력은 4차 산업혁명의 핵심이 되고 있다. 지식에 대한 전례 없는 접근성, 처리 능력의 발전, 내장된 장치의 상호 연결은 필연적으로 위성산업이 다른 산업의 생산, 관리 및 거버넌스에 어떻게 영향을 미치는지 보여준다.

사물 인터넷은 사람의 도움이나 개입 없이 데이터를 전송할 수 있는 연결된 장치를 의미한다. 사물 인터넷에 기반한 연결성만이 위성산업이 활용할 수 있는 4차 산업혁명의 유일한 요소는 아니다.

혁신기술은 새로운 시장과 성장 기회를 창출하도록 다양한 분야와 위성산업을 통합하는 교류의 장을 열어주고 있다. 위성정보서비스 산업에 인공지능을 활용하는 새로운 비즈니스 모델과 자율기술을 통해 발전하는 경제 환경은 새로운 아이디어를 가진 기업가가 시장에 접근하는 장벽을 낮춰줄 것이다. 궁극적으로 위성산업은 인류의 삶의 방식을 변화시키는 데 도움이 될 파괴적 기술을 사용하는 데 핵심적인 역할을 할 것이다.

우주궤도에 현저하게 증가하는 관측위성은 광대한 양의 영상데이터를 수집하고 지구로 송신함으로써, 기업은 데이터를 처리·저장 및 활용하는 복잡한 클라우드 환경을 개발하고 서비스를 제공한다.

위성운용회사 플래닛의 초소형 군집위성은 매일 100만 장 이상의 영상(7~10테라바이트의 데이터)을 수집하고 구글 클라우드 플랫폼을 사용하여 수집된 영상을 처리·저장 및 공급한다.

플래닛, 디지털글로브 등 다수의 위성운용회사에 의해 공급된 데이터는 인공지능을 이용하여 다양한 응용범위의 민간기업 및 정부기관에 판매할 수 있는 정보로 전환된다.

가상공간에 실물과 동일한 물체를 구현하여 다양한 모사를 통해 검증하는 디지털 트윈 기술은 우주비행체, 위성 제조 및 서비스에도 사용되고 있다. 디지털화된 우주비행체나 위성모델을 생성하여 실제의 우주비행체 및 위성에서 사물 인터넷으로 수집된 방대한 양의 빅 데이터 도움과 인공지능을 활용하여 시뮬레이션을 하면 정확도를 제고할 수 있다.

한편 위성체 및 발사체 제작 단가를 낮추고 새로운 능력을 증진시키기 위해 3D 프린팅 기술을 사용하며, 이는 많은 얇은 재료를 적층함으로써 3D 디지털 모델로부터 물리적 형상을 구현한다. 이 3D 프린팅은 저비용으로 로켓엔진을 개발하기 위해 차용되고 있는 기술이다.

예를 들어, 미국의 로켓랩 사는 소형발사체인 일렉트론 로켓엔진을 개발하기 위해 이 기술을 사용하며, 신속한 제작 사이클을 위해 24시간 내에 복제가 가능하다. 렐러티브 스페이스 사는 중형 발사체를 제조하기 위해 대규모 3D 프린팅 장비에 크게 의존하고 있다.

3D 프린팅 기술은 지상에서의 제작 프로세스뿐만 아니라 우주궤도에서도 사용이 가능하다. 메이드인스페이스 사는 2014년 국제우주정거장에 3D 프린터를 보내 버클과 렌치 등 소형 부품을 생산하는 데 사용한 바 있다.

4차 산업혁명의 다양한 기능에 의존하는 뉴스페이스를 포함하는 우주산업은 상호 공생적인 관계를 유지하고 있다. 최근 수년 동안 4차 산업혁명 기술은 새로운 효율성과 통찰력으로 우주상업 부문을 변화시켰다.

머지않아 우주에 대한 지식을 더욱 확장하고 비용을 절감하는 동시에 속도와 규모를 확장하여 핵심 정보를 수집하고 처리하는 방법에 혁신적인 영향을 미칠 것이다.