“연료 떨어졌다고 위성 버리나?”…’우주 주유소’ 도전하는 이 남자

유니콘팩토리 2026년 09월 30일 오전 05:15 조회수

[스타트UP스토리] 김태규 스페이스랩 대표

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“수백억원을 들여 만든 인공위성도 연료가 떨어지면 다른 장비가 아무리 멀쩡해도 버려집니다. 자동차는 기름이 떨어지면 다시 넣으면 되는데 위성은 아직 그렇지 못하죠. 우주에서도 연료를 다시 채울 수 있다면 멀쩡한 위성을 버리지 않고 훨씬 오래 사용할 수 있습니다.”

김태규 스페이스랩 대표는 최근 머니투데이 스타트업 전문 미디어 플랫폼 ‘유니콘팩토리’와 만나 이같이 말했다. 김 대표가 그리고 있는 미래는 우주에서도 자동차처럼 ‘주유’하는 시대다. 추력기를 탑재한 서비스 위성이 연료가 부족한 위성까지 날아가 접근·도킹(결합)한 뒤 연료를 다시 채워주는 ‘궤도상 재급유’를 구현하겠다는 구상이다.

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화학추력기, 추진제 대신 전기로 제어…”재급유에 유리”

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2023년 설립된 스페이스랩은 인공위성의 ‘엔진’에 해당하는 추력기를 개발한다. 추력기는 위성이 궤도를 이동하거나 충돌을 피하고, 임무 종료 후 궤도를 이탈하는 데 필요한 추진력을 만든다. 현재 위성용 추력기는 크게 전기추력기와 화학추력기로 나뉜다. 전기추력기는 연료 효율이 높지만 추력이 작아 빠른 궤도 변경에는 한계가 있다.

반면 화학추력기는 큰 힘을 낼 수 있지만 추진제(연료)를 분해해 추력을 만드는 촉매제를 사용하는 경우가 많다. 문제는 촉매제도 사용할 수록 소모된다는 점이다. 추진제는 우주에서 다시 채울 수 있어도 추력기 내부의 촉매제는 사실상 교체가 불가능하다. 결국 촉매제의 수명이 다하면 추진제만 재급유해 위성을 계속 운용하기 어렵다.

스페이스랩은 이 문제를 촉매제를 없애는 방식으로 풀었다. 화학추력기처럼 추진제를 반응시켜 큰 힘을 내면서도, 촉매제 대신 전기로 추진제를 분해해 연소를 제어한다. 김 대표는 “전기제어 화학추력기는 촉매제를 사용하지 않기 때문에 추진제만 재급유해 위성을 더 오래 활용할 수 있다”고 말했다. 동시에 추진제의 안전성도 높였다. 기존 화학추력기에 사용되는 하이드라진은 독성과 폭발 위험이 높아 생산·저장·취급 과정에서 안전관리에 많은 비용이 든다. 스페이스랩은 이를 대체하는 저독성 추진제를 자체 개발했다.

스페이스랩의 기술 개발이 가능했던 배경엔 김 대표가 20년 가까이 이어온 연구가 있다. 카이스트 항공우주공학 박사 출신인 김 대표는 조선대 교수로 재직하며 추력기와 추진제를 연구해왔다. 2023년에는 조선대 우주기술연구소를 설립해 초대 연구소장을 맡았다. 현재 김 대표와 연구진은 누리호 5·6차에 실리는 위성 개발에도 참여하고 있다.

스페이스랩이라는 사명 역시 우주기술연구소의 영문명인 ‘Space Lab’에서 따왔다. 김 대표가 직접 창업에 나선 것은 연구실에서 개발한 기술을 논문이나 연구과제로만 남겨두고 싶지 않았기 때문이다. 김 대표는 “인생을 바쳐 기술을 개발해도 실제 인공위성에 들어가 사용되지 않으면 너무 안타깝다는 생각이 들었다”고 말했다.

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위성 많아질수록 ‘엔진’ 필수…누리호 6차서 성능 입증

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스페이스랩은 자체 개발한 추력기를 탑재한 서비스 위성 개발에도 나선다. 서비스 위성이 연료가 부족한 다른 위성까지 이동해 접근·도킹한 뒤 연료를 주입하는 방식이다. 재급유와 함께 스페이스랩이 현재 집중하는 시장은 위성의 ‘궤도 이탈’이다. 위성과 우주 파편이 늘어나면서 충돌을 피하거나 임무가 끝난 위성을 궤도에서 제거하기 위한 기동 능력의 중요성이 커지고 있어서다. 실제 전 세계적으로 임무가 끝난 위성을 신속하게 궤도에서 제거하도록 요구하는 규제가 점점 강화되는 추세다.

스페이스랩은 내년 누리호 6차 발사를 통해 시장 진출의 관건인 첫 ‘우주 헤리티지’를 확보할 계획이다. 추력기를 탑재한 광주 위성이 함께 발사되는 순천 위성에 접근해 촬영한 뒤 이를 지상으로 전송하는 근접기동 임무를 추진한다. 중장기적으로는 궤도상 서비스를 넘어 서로 다른 궤도를 오가는 궤도수송으로 사업영역을 확장한다. 스페이스랩은 이를 위해 자체 추력기를 탑재한 기동위성도 개발 중이다.

김 대표는 “앞으로는 인공위성뿐 아니라 궤도수송선 등 모든 우주비행체에 기동성이 중요해질 것”이라며 “다양한 우주 임무에 필요한 추진 솔루션을 공급하는 기업으로 도약하는 것이 목표”라고 말했다.

[머니투데이 스타트업 미디어 플랫폼 유니콘팩토리]