스페이스X의 대체재는 존재하는가?...미국 우주 전략의 슬픈 현실

도널드 트럼프 미국 대통령과 일론 머스크 테슬라 최고경영자 간의 공개적인 갈등이 이어지는 과정에서 미국 정부의 우주발사 체계가 스페이스 X에 얼마나 깊게 의존하고 있는지가 지속적으로 드러나고 있다. 

미국 항공우주국과 국방부는 공식적으로는 특정 기업에 대한 의존을 부인하고 있으나 실제 운용 구조를 살펴보면 스페이스X가 차지하는 비중은 대체 가능한 수준을 넘어선 상태이다. 

미국 정부는 과거부터 정부 주도의 우주발사체 개발과 민간 경쟁체계 구축을 병행해 왔으나 현재 시점에서 대형 발사, 유인 수송, 저궤도 위성 통신망 분야에서 스페이스X를 즉각 대체할 수 있는 수단은 존재하지 않는다.

미국 정부가 직접 주도한 대표적인 발사체 개발 사례로는 NASA의 우주발사시스템 SLS가 있다. SLS는 2011년부터 개발이 시작됐으며 첫 발사까지 11년이 소요됐다. 개발비는 약 230억 달러에 달했고 실제 발사는 2022년 단 한 차례 이루어졌다. 

해당 로켓은 재사용이 불가능한 1회용 구조로 발사 1회당 비용이 약 40억 달러에 이르는 것으로 알려져 있다. 예산 초과와 일정 지연이 반복되면서 의회 내에서는 추가 예산 투입에 대한 반대 의견이 공개적으로 제기됐고 일부 임무는 취소 가능성이 거론되는 상황이다.

국방부 역시 과거 다수의 자체 우주발사 프로그램을 추진했으나 성공 사례는 제한적이었다. 냉전 시기 대륙간탄도미사일 개발 경험을 바탕으로 한 자체 개발 시도는 기술 복잡성 증가와 예산 제약, 정치 환경 변화로 인해 중단되거나 용도가 변경되는 사례가 반복됐다. 

미국 정부는 민간 기업과 달리 수익성이 높은 사업에서 발생한 자금을 장기간 수익성이 불확실한 우주 분야에 재투입하는 구조를 취할 수 없다는 제약을 안고 있다. 이러한 이유로 정부 주도 개발은 효율성 측면에서 한계를 드러냈다.

미국 정부는 이후 민간 발사체 경쟁을 통해 대안을 확보하는 방향으로 정책 기조를 전환했다. 과거 미국 발사 시장을 사실상 독점했던 유나이티드 론치 얼라이언스는 아틀라스 V와 델타 IV 등 기존 기술에 의존했고 러시아산 RD-180 엔진 사용 문제로 구조적 한계를 노출했다. 

ULA는 차세대 발사체 벌컨을 통해 경쟁력 회복을 시도했으나 엔진 개발 지연과 시험 발사 실패, 인력 유출 등이 이어지며 2025년 기준으로도 상업적 대량 발사 단계에 진입하지 못한 상태이다.

블루 오리진은 초대형 발사체 뉴글렌을 통해 시장 진입을 시도했으나 첫 발사 일정은 2018년 이후 여러 차례 연기돼 2025년으로 넘어갔다. 

뉴글렌은 아직 실제 우주 비행 이력을 확보하지 못했고 NASA와 국방부는 고가의 위성이나 국가안보 탑재체를 비행 이력이 없는 로켓에 실을 유인을 갖지 않고 있다. 발사체 신뢰성은 반복된 실비행 기록을 통해 축적되는 특성이 있어 단기간 내 대체 전력으로 활용되기 어렵다.

신생 기업인 로켓랩은 소형 위성 발사 분야에서 성과를 축적해 왔다. 로켓랩의 뉴트론 발사체는 저궤도 기준 약 13톤의 적재 능력을 갖추고 있으며 재사용을 전제로 설계됐다. 반면 스페이스X의 팰컨9은 재사용 조건에서도 17톤 이상을 저궤도로 운반할 수 있고 일회용 구성에서는 22톤을 초과하는 적재 능력을 보유하고 있다. 

정지전이궤도나 달 화성 임무와 같은 고난도 미션에서는 격차가 더욱 확대된다. 로켓랩의 발사체는 소형 및 중형 저궤도 임무에 최적화돼 있으며 미국 정부가 스페이스X와 계약한 대형 위성 발사나 유인 우주 임무를 그대로 대체하기에는 물리적 한계가 존재한다.

보잉은 NASA의 민간 유인 우주선 경쟁 사업에서 스타라이너 개발을 맡았다. 스타라이너는 반복적인 기술 결함과 일정 지연을 겪었으며 최초 유인 비행은 2024년에야 이루어졌다. 

해당 비행에서도 귀환 과정에서 문제가 발생해 스페이스X의 우주선을 다시 활용하는 상황이 발생했다. 현재까지 실제 유인 비행 이력을 가진 우주선은 크루 드래곤과 스타라이너 두 종류뿐이다.

미국 법체계상 국가안보 관련 발사는 미국 내에서 미국 발사체를 사용하도록 규정돼 있다. 이로 인해 해외 발사체를 대안으로 활용하는 선택지는 제한돼 있다. 과거 러시아 엔진을 활용하던 구조는 제재와 안보 문제로 유지가 불가능해졌다.

미국 국방부는 2024년 이후 국가안보우주발사 사업 구조를 개편해 임무를 두 개의 등급으로 나누었다. 저위험 소형 임무는 신생 기업에도 개방하고 대형 고위험 임무는 검증된 업체에 배정하는 방식이다. 이를 통해 일부 임무에서 발사체 선택권을 분산시키고 중복 운용 능력을 확보하려는 목적을 갖는다.

유인 수송 분야에서는 스페이스X의 크루 드래곤이 국제우주정거장 왕복과 장기 임무를 담당하고 있다. 해당 서비스가 중단될 경우 NASA는 즉각적인 대체 수단을 확보하지 못한 상태이다. 

이 경우 실질적인 선택지는 스타라이너의 조기 정상화뿐이다. 화물 보급 분야에서는 노스럽 그러먼의 시그너스와 시에라 스페이스의 드림체이서가 대체 수단으로 존재한다. 드림체이서는 2024년 이후 국제우주정거장 화물 임무 투입이 예정돼 있다.

달 탐사 프로그램 아르테미스의 경우 3차 임무에 사용될 달 착륙선으로 스페이스X의 스타십이 단독 선정돼 있다. 스타십 개발 일정은 전체 달 탐사 계획과 직결돼 있으며 대체 착륙선은 2029년을 목표로 개발 중이다. 해당 일정을 단기간에 앞당기는 것은 기술적 제약이 크다. 

저궤도 위성통신망인 스타링크 역시 단기간 내 대체 가능한 군용 네트워크가 존재하지 않는다.

미국 정부도 이 문제를 잘 알고 있어 우주 생태계 전반의 경쟁 촉진을 위해 다수의 정책 수단을 병행하고 있다. 소형 발사체에 시험 임무를 배분하고 예비 공급망과 긴급 인력 풀을 확대하며 기존 방산 기업의 우주 부문 투자를 유도하는 등의 방법이다.

그러나 이러한 조치에도 불구하고 유인 우주선과 대형 발사, 저궤도 위성통신 분야에서 스페이스X가 차지하는 비중은 현 시점에서 매우 안정적이며 쉽사리 대체 가능한 영역이 아니다.