2022년 MacNet 전략세미나-Ⅲ

10월 26일 KR 본사 오션홀, 위성 활용 해양산업 경쟁력 강화 방안 논의
“해양 위성으로 해수면, 해수온, 염분, 해상풍 모니터링해야”
 

글로벌 우주 산업의 규모가 2040년까지 1조 1,000억달러로 성장할 것으로 전망되는 가운데 해양환경 및 항만관리에 위성을 도입하여 해양위성의 아이디어와 비즈니스 모델을 창출해야 한다는 목소리가 나왔다.

이와 관련 (사)해양산업통합클러스터(MacNet)가 10월 26일 부산 KR 본사 3층 오션홀에서 ‘2022년 MacNet 전략세미나-Ⅲ, 위성산업시대, 위성을 활용한 해양산업 경쟁력 강화 방안’을 개최했다. 본 행사는 (사)해양산업통합클러스터가 주최하고, 부산광역시가 지원, KR이 후원하는 세미나다. 전 세계적으로 다양한 분야에서 새로운 시장이 형성되는 ‘뉴 스페이스(New Space) 시대’에 우리나라 주요 항만도 우주와 해양이 융·복합을 이루어 혁신적 비지니즈 모델을 창출하기 위한 방안을 모색하기 위하여 정부와 관련 업·단체 전문가들이 모여 깊이 있는 토론을 펼쳤다.

총 3개 세션으로 진행됐으며, 제1세션은 △우리나라 위성개발 현황(한국항공우주연구원 최준민 박사) △위성을 이용한 해양 활용 및 국제 해양위성 개발 동향(부산대학교 김원국 교수) 2개 주제 발표가 진행됐다. 제2세션은 △초소형 위성서비스의 해양산업 연계 방안(㈜나라스페이스테크놀로지 박재필 대표이사) △해양원격탐사 활용 현황(한국해양과학기술원 해양위성센터 유주형 센터장) 주제 발표로 진행됐다. 마지막 3세션은 1·2세션에서 발표한 주제에 대하여 종합토론이 펼쳐졌다. 허윤수 부산연구원 실장이 좌장을 맡아 심은섭 한국항공우주연구원 전 부원장, 박개명 KR 사이버인증팀장, 서효진 부산테크노파크 부장 등 다수의 전문가와 각 주제발표자가 토론에 참여했다.

최근 전 세계적으로 우주개발 분야에 민간 참여가 활발해짐에 따라 위성통신 기술 및 관측자료 활용 등 새로운 시장이 형성되며 뉴 스페이스 시대가 열리고 있다. 세계 해운항만업계도 4차 산업혁명 시대를 맞이하여 초소형 위성, AI(인공지능), 빅데이터 등 첨단기술과 융합하여 친환경 스마트 산업으로 변신에 박차를 가하는 상황이다.

이형철 맥넷 회장은 개회사를 통해 “글로벌 해운항만업계는 4차 산업혁명 시대를 맞이하여 초소형 위성, AI, 빅데이터 등 첨단 기술과 융합하여 친환경 스마트 산업으로 변신에 박차를 가하고 있다. 혁신의 변화 시대에 세계 6위의 컨테이너 항만이자 2위의 환적 거점 항만인 부산항을 비롯한 주요 항만도 글로벌 스마트 거점 항만으로 거듭나기 위해서는 혁신적인 비즈니스 모델 창출이 필요하다”며 “이를 위해 초소형 위성으로 AIS 해양공간 감시, 물류의 수출입 동향 분석, 에너지 모니터링 등에 활용하고 전통 항만 연관 산업과 융복합으로 해양산업의 경쟁력 강화가 시급하다”고 말했다.

김원국 “해수면, 해수온, 염분, 해상풍 등 해양위성 통해 관측…비즈니스 모델 고민해야”
김원국 부산대학교 교수는 위성을 통한 해양 관측 원리를 설명하고 국제적으로 해양위성 개발에 대한 동향을 전망했다. 김 교수는 먼저 빛을 이용한 해양 관측 원리에 대해 설명했다. 김 교수는 “빛의 파동으로 해양 오염물질, 선박탐지, 양식장비, 해수온 파악, 유류유출, 부유퇴적물, 모자반 등 눈으로 보이는 것을 파악할 수 있다”며 “특히 위성의 센서를 활용하면 눈으로 안 보이는 것들도 빛의 파장을 이용하여 파악할 수 있다”고 설명했다. 위성으로 얕은 수심에서의 저서생태, 엽록소농도를 확인할 수 있다고 김 교수는 설명하면서 “플랑크톤의 광합성은 햇빛과 이산화탄소, 영양염을 이용해서 자기 몸에 고정을 시키는 과정인데, 이러한 과정이 바다에서 얼마나 활발하게 일어나는 것을 통칭 ‘1차 생산성’이라고 한다. 1차 생산성이 활발하게 이뤄져야 물고기가 플랑크톤을 먹고 자랄 수 있기 때문에 어업이 활발해질 수 있다”며 “1차생산성은 육안으로 확인할 수 없고 센서를 통해 파악할 수 있다”고 설명했다.
 

해양 물리적으로도 해수면, 해수온, 염분, 해상풍 등 위성을 이용해 파악할 수 있다. 김 교수는 “기후변화를 연구할 때 위성을 빼놓을 수 없다. 전 지구적으로 해양환경을 파악하기 위해선 필수”라며 위성의 구성에 대해서 “위성과 센서가 따로 구분되어 있고 하나의 위성에 여러 개의 센서를 탑재할 수 있다”고 강조했다. 김 교수의 발표자료에 따르면, 해양위성의 센서는 △근적외선·마이크로파 해수온 센서 △마이크로파 해류 센서 △해면고도 센서 △해상풍 센서 △해양지형 센서 △해양색깔 센서 △빙하높이 센서로 분류되어 있다. 특히 바다의 색을 결정하는 부유물에 따른 보통해수, 탁한해수, 적조해수를 파악할 수 있으며 바다의 색을 구분하여 전 세계의 엽록소 농도를 파악할 수 있다. 김 교수는 “적외선을 활용해서 해수온을 파악할 수 있다. 또한 마이크로파를 레이더 형식으로 만든 ‘Synthetic Aperture Rader(SAR)’는 구름을 투과할 수 있고 가시광선 영상에서 보이지 않는 정보를 파악할 수 있다. 주로 해면고도, 해면 풍속을 관측할 때 활용할 수 있다”고 설명했다.

국제 해양위성의 기술은 많은 개발이 이뤄지고 있다. 특히 미국, 유럽, 일본이 앞서고 있다. 이들의 위성을 살펴보면 △고해상도 광학 위성 △초분광 위성 △해양·기상 위성 △적외 및 마이크로파 위성 △소형 위성 등이 만들어지고 있다. 특히 나사는 시호크 큐브셋(SeaHawk Cubesat) 해색위성을 개발하여 2018년 12월 3일 발사했다. 우리나라의 경우 한국항공우주연구원과 한국해양과학기술원 등이 참여하여 개발한 ‘천리안2B’위성을 2020년 2월 19일에 쏘아 올린 성과가 있다. 김 교수는 “나사는 현재 ‘PACE’라는 해양관측 초분광위성을 개발하고 있다. 이 위성은 하나의 초분광 센서와 두개의 편광센서를 탑재하여 해양을 중점으로 플랑크톤의 군집을 관측할 예정이다”며 “미국도 초분광 센서를 탑재한 정지궤도상 해색위성을 2025년에 쏘아 올릴 계획이다. 이 위성은 해상도 약 300m까지 관측가능하고 연안오염 및 유류유출, 하천배출수 등을 감시할 목적으로 개발되고 있다”고 설명했다. 이어 그는 “해양 위성의 해상도는 육상 위성에 비해 낮지만 해양의 상황이 급격하게 변하지는 않기 때문에 몇백미터 정도만 관측해도 높은 해상도에 속한다”며 “해양 위성은 전체적인 해양을 관측해야 하며 여러 물리 변수를 파악해야 한다. 이점을 고려하여 해양위성의 아이디어와 비즈니스 모델을 고민해야 한다”고 강조했다.

박재필 “위성 활용한 항만과 컨테이너, 선박 모니터링으로 관리해야”
박재필 나라스페이스테크놀로지 대표이사는 2040년까지 우주 산업 규모가 1조 1,000억달러까지 성장할 것으로 전망하고 위성을 통한 항만관리를 강조했다.
 

모건스탠리 자료에 따르면, 2020년까지 글로벌 우주 산업의 규모는 약 3,700억달러이며, 2040년까지 1조 1,000억달러까지 규모가 성장할 것으로 전망하고 있다. 우주산업 중 위성산업은 전체 우주시장의 73%를 차지하고 있으며, 지난 2010년부터 2019년 10년간 약 1.6배의 성장률을 기록했다. 또한 지구관측 시장은 ’20년 기준으로 약 53억달러를 기록했으며 ’27년 최대 81억달러 규모로 성장이 예측된다. 특히 빅데이터 영역의 성장이 폭발적으로 증가하면서 지구 관측 빅데이터 시장의 연평균 성장률도 20% 이상 성장하고 있다. 박 대표는 “글로벌 경제권이 통합되면서 전 세계에 흩어져 있는 인프라들을 대형 다국적 기업이 관리하고 있다. 또한 데이터를 수집할 수 있는 수단으로 위성이 유일하기 때문에 위성 빅데이터가 폭발적으로 늘어나고 있는 것”이라며 “특히 국가 간의 수출입이 늘어나면서 화물이동에 대한 모니터링과 에너지·농업·산림·인프라의 모니터링에 대한 필요성이 높아지지자 위성 데이터는 국경을 넘을 수 있고 해외에 있는 데이터를 가장 빨리 얻을 수 있는 장점으로 폭발적으로 성장하고 있다. 이에 맞게 시장에서 요구하는 데이터도 고품질화 되고 있어 고해상도 등 고부가가치의 위성데이터로 발전하고 있다”고 설명했다.

이러한 상황에서 박 대표는 “고 품질의 위성 인프라를 갖추기 위해 위성 군집이 필요한데 초소형 위성으로 양면적인 데이터를 얻기 위해 효율성과 경제성을 제고하고 있다”며 “위성의 생산 속도도 우주산업의 중요한 요소로 자리잡으면서 ‘뉴스페이스’ 패러다임이 도래했다”고 강조했다. 초소형 위성은 일반 위성 대비 군집임무를 위한 대량 생산에 최적화돼 있고 효율이 높아 플레닛I, 블랙스카이, 스텔로직 등 많은 회사들이 위성산업에 뛰어들고 있다.

우리나라도 국가우주위원회가 국무총리실로 격상되면서 ’21년 11월 15일 공공개발을 통해 우리기업의 우주개발 참여기회를 넓히기 위해 올해부터 ’31년까지 공공위성 총 170기를 개발할 계획이다. 또한 위성개발과 연계한 국내발사체 총 40여회를 발사할 방침이다.

박 대표는 해양 분야에서 위성 활용방안을 설명했다. 박 대표에 따르면, 카타르는 ‘뉴포트 프로젝트’를 진행하여 새로운 항만을 건설할 때 월드뷰 위성이 매일 54km의 위성 영상을 찍어 설계 단계부터 효율적으로 계획하여 비용을 절감했다. 향후 위성자료는 해양 공간을 관리하는 데 활용될 것이다. 또한 초소형 위성은 실시간성이 강하여 선박위치추적 시스템인 ‘AIS’보다 선박에서 잡을 수 없는 무선신호를 캐치하여 위치 서비스를 제공할 수 있다고 밝혔다. 박 대표는 지난 레바논 베이루트항 폭발사고를 예시로 들며 “초소형 위성을 활용해 항구에서 폭발한 전후 사진을 비교하여 폭발량을 파악하여 분석하는 데 활용했다. 앞으로 항만관리에 있어서 위성자료가 보편화될 것”이라며 “생산품에 대해서 원자재 단계에서 조립되고 무역을 통해 다른나라로 수출되는 서플라이 체인도 모니터링할 수 있다. 미국 월스트리트의 경우 위성으로 항만 있는 유류 탱크들을 파악하고 있고 서플라이 체인을 예측하여 제품의 가격을 결정하고 있다”고 강조했다.

이를 위해 나라스페이스테크노롤지는 우주 기반 데이터를 통해 모든 사람들이 더 높은 삶의 질을 누릴 수 있도록 돕는 기업이라고 박 대표는 강조하면서 위성을 통해 △재난·재해 모니터링 및 피해 규모 최소화 △글로벌 기후 변화, 환경 모니터링 △스마트 시티, 항만 등 인프라 관리를 중점으로 부가가치 창출을 하고 있다고 밝혔다. 박 대표는 “데이터 획득을 위한 위성을 인프라와 데이터를 처리·분석까지의 밸류 체인을 구축하고 있다. 특히 ‘Earthpaper’ 플랫폼을 통해 일반인도 쉽게 위성 영상 정보에 접근할 수 있고 온도, 생물량, 수분 등을 파악할 수 있게 구성했다”며 “동 플랫폼으로 항만과 컨테이너, 선박들 모니터링하고 있다. 또한 물건을 사는 것처럼 위성 정보를 판매하고 있다”고 강조했다.

특히 항만당국이 항만 내 선박, 물량, 오일탱크 등을 한눈에 파악할 수 있도록 AI가 컨테이너량을 정확하게 파악할 수 있도록 지원하기 위해 해상도 높은 위성정보를 제공하기 위한 서비스도 개발하고 있다. 또한 ‘BusnaSat’이라는 편광 카메라를 사용한 위성으로 미세먼지 등 항만 내 환경오염물질을 파악할 수 있다고 박 대표는 설명했다. 박 대표는 “특히 부산처럼 해양도시의 경우 해양공간까지 관리해야 필요하여 위성을 사용한다면 효율적으로 항만을 관리할 수 있을 것이다”며 “위성을 약 700~1,000개를 띄우면 특정도시를 CCTV처럼 관측할 수 있기 때문에 앞으로 더 큰 부가가치를 창출할 수 있을 것”이라고 전망했다.