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[서울=뉴스핌] 이홍규 기자 = 스페이스X의 손익을 떠받치는 기둥은 매출의 절반을 넘는 스타링크다. 스페이스X의 저궤도 위성은 수명이 5년 안팎으로 짧아 반복해서 새 위성으로 교체해야 한다. 위성 한 기의 제조 원가가 일회성 지출이 아니라 되풀이되는 비용인 셈이다. 위성을 대규모로 띄우는 사업인 만큼 한 기당으로는 사소한 원가 절감도 전체로는 막대한 금액이 된다. 원가를 결정하는 자리에는 부품 공급망이 있다.

'수직계열화'를 표방하는 스페이스X라고 해도 위성 한 기를 만드는 과정은 직접 맡는 영역과 외부에 의존하는 영역으로 나뉜다. 직접 맡는 쪽은 부품을 위성으로 통합하는 조립과 자세제어·추진 장치의 생산이다. 추진기와 반응휠, 스타센서가 여기에 포함된다. 반면 위성에 들어가는 반도체와 태양광 셀, 산업가스는 외부에서 조달한다.

◆특수품 대신 시중 부품

국금증권에 따르면 스페이스X가 부품값을 절약하는 첫 번째 방법은 우주 전용 부품을 시중의 일반 부품으로 바꾸는 것이다. 인공위성에 쓰이는 전통 부품은 우주 방사선을 견디도록 특수 제작돼 같은 상업용 제품과 가격 격차가 상당하다. 스페이스X는 비싼 전용 부품 대신 지상의 일반 부품을 사용한다. 위성을 대량으로 만드는 만큼 부품값을 낮추지 못하면 사업 원가를 감당하기 어렵기 때문이다.

태양광 전지가 대표적인 사례다. 인공위성에 주로 쓰이던 비화갈륨(GaAs) 전지는 빛을 전기로 바꾸는 효율이 28~32%로 높지만 가격이 와트당 수백달러를 넘는다. 반면 지상 태양광 발전에 쓰는 실리콘(Si) 전지는 효율이 20~25%로 낮은 대신 와트당 0.1~0.3달러에 그친다. 스페이스X는 효율을 일부 포기하고 값싼 실리콘 전지를 택했다. 두 전지의 가격 차이가 워낙 큰 점을 고려하면 효율 손실을 감수할 이유가 분명하다는 분석이 나온다.

값싼 부품을 쓰면서 생기는 약점은 설계로 메운다. 일반 부품은 우주 방사선에 약해 고장 위험이 크다. 스페이스X는 같은 부품을 여러 개 겹쳐 달아 하나가 멈춰도 나머지가 작동하도록 했고 부품을 금속으로 감싸 방사선을 막거나 오류를 자동으로 잡아내는 점검 장치를 더 했다. 단일 부품의 내구성 대신 시스템 전체의 대응력으로 신뢰성을 확보하는 방식이다.

값싼 부품 대체가 만드는 효과는 위성을 많이 띄울수록 커진다. 스페이스X가 계획한 위성은 최대 4만2000기(누적 목표, 천문학자 조너선 맥도웰은 현재 1만2138기로 추정)에 이른다. 부품 하나에서 1달러를 아끼면 전체로는 수만달러, 부품 종류가 수 가지에 이르면 차이는 수억달러로 불어난다. 부품 단가에서 확보한 여력은 경쟁력 있는 요금을 내세우거나 적자를 메우는 데 쓰일 수 있다.

◆귀한 가스 대신 흔한 가스

스페이스X가 원가를 낮추는 두 번째 방법은 '귀한 가스'를 '흔한 가스'로 바꾸는 것이다. 위성을 궤도에서 움직이려면 추진 가스가 필요한데 기존에 쓰던 비활성 기체 크립톤은 공급이 빠듯하다. 크립톤은 공기 중 함량이 100만분의 1에 그쳐 연간 생산량이 110~150톤에 머문다. 위성을 수만 기 규모로 띄우는 스페이스X가 크립톤을 계속 쓰면 전 세계 생산량을 홀로 소진하거나 가격을 끌어올릴 수 있다.

대안은 아르곤이다. 아르곤은 공기 중 1% 가까이 차지해 연간 70만~80만톤이 생산된다. 가격도 크립톤이 kg당 1000달러대인 반면 아르곤은 10~15달러에 그친다. 스페이스X는 V2 미니 위성에 아르곤 추진기를 적용했다. 다만 같은 전력에서 아르곤이 내는 추진력은 크립톤보다 작다. 스페이스X는 추진기 전력을 4.2kW까지 끌어올려 이 약점을 보완했다. 전력을 더 쓰는 대신 값싸고 풍부한 가스를 확보하는 맞교환인 셈이다.

◆통신 부품으로 옮겨가는 무게

위성을 대량으로 생산하는 규모는 통신 부품을 대는 외부 공급사를 스페이스X 공급망의 핵심으로 끌어올린다. 위성을 많이 만들수록 위성값에서 통신 장비가 차지하는 몫이 커지기 때문이다. 위성값은 크게 위성을 띄우고 자세를 잡는 본체와 지상과 신호를 주고받는 통신 장비로 나뉘는데 소량으로 만들던 시절 두 부분의 비중은 대략 절반씩이었다.

균형이 달라진 계기는 생산량이다. 스페이스X의 레드먼드 공장이 주당 약 70기를 만들면서 본체의 고정비가 분산됐고 위성 한 기당 본체 비용이 빠르게 낮아졌다. 본체는 한번 설계하면 똑같이 찍어내는 부분이 많아 양산 효과가 곧장 단가 하락으로 이어진다. 국금증권은 본체와 통신 장비의 비중이 30대 70까지 기울 것으로 전망했다.

통신 장비의 몫이 커질수록 그 부품을 대는 외부 공급사의 무게도 커진다. 위상배열 안테나와 고주파 칩처럼 통신을 담당하는 부품이 위성 가치의 중심으로 이동하는 까닭이다. 통신 부품은 높은 주파수를 다루는 기술 장벽이 높아 아무 업체나 대체하기 어렵다. 통신 부품을 대는 공급사일수록 스페이스X 위성 가치에서 차지하는 비중이 커지는 셈이다.

▶④편에서 계속됨

bernard0202@newspim.com