LEO 위성: 소리 없는 우주 전쟁의 핵심

우주를 뒤덮는 저궤도 위성의 의미와 미래

최근 팟캐스트를 듣다가 문득 "LEO"라는 단어를 접하였고, 문득 호기심이 생겼다. 정지궤도 위성(GEO)은 익숙하지만, 소위 스타링크로 잘 알려진 '저궤도 위성'이라는 LEO가 대체 무엇인지 궁금했다. 찾아 보니 현재 상공에 9,000개가 넘는 LEO 위성이 떠 있고, 매년 수백, 수천 개가 새로 올라간다는 놀라운 사실을 알게 되었다. '도대체 왜 이렇게 많은 위성을 띄우는 걸까?', '이것이 우리 삶에 어떤 영향을 미칠까?'라는 질문이 꼬리에 꼬리를 물었고, 급기야 LEO 위성에 대해 조금 더 깊이 공부해보고 싶다는 생각이 들었다.

우리가 매일 사용하는 유튜브, 넷플릭스, 줌 회의는 물론, 이제는 일상이 된 인공지능, 자율주행까지. 이 모든 것은 빠르고 안정적인 인터넷 연결 없이는 불가능한 세상이다. 하지만 놀랍게도, 여전히 전 세계 인구 절반 가까이는 이런 디지털 혜택에서 소외되어 있다. 왜 돈을 들여 굳이 하늘 높이, 그것도 수만 개의 인공위성을 띄우려는 노력이 계속될까? 지금 우주에서는 보이지 않는 전쟁이 시작되었고, 이 거대한 투쟁의 핵심에 바로 "LEO 위성"이 있다. 인류의 미래를 좌우할 이 소리 없는 우주 전쟁의 서막을 함께 열어본다.

LEO 위성이란?

LEO는 Low Earth Orbit, 즉 "저궤도" 위성을 뜻한다. 지구에서 약 300~1,200km 고도에 떠 있는 위성들이다. 참고로 우리나라 KT 위성이나 기존 통신 위성들은 지구에서 36,000km 상공의 정지궤도(GEO)에 떠 있다. LEO는 GEO보다 훨씬 지구와 가깝기 때문에 빠른 속도와 짧은 지연시간을 자랑한다. 그리고 위성 하나당 커버할 수 있는 지구 상의 영역이 작기 때문에 광범위한 서비스를 제공하기 위해서 수많은 LEO를 필요로 한다.

GEO 위성: 36,000km, 딜레이 600ms 이상

LEO 위성: 500km, 딜레이 20~50ms 수준 (광케이블 수준의 low latency)

하늘에는 몇 개의 LEO 위성이 떠 있을까?

현재 전 세계 LEO 위성은 2025년 기준 약 9,500기가 떠 있고, 이 중 절반 이상이 SpaceX의 Starlink이다. 향후 2030년까지 6만기 이상 배치될 전망이며, 최근 Amazon의 Kuiper, OneWeb, 중국의 G60 프로젝트 등도 가세하면서 전 세계 LEO 위성 경쟁이 펼쳐지고 있다.

수천개의 LEO가 지구의 상공을 뒤덮고 있는 모습 (ChatGPT 생성 이미지)

LEO 위성, 얼마나 비쌀까?

과거 위성 하나에 수백억 원이 들었다면, Starlink 등장 이후 1대당 약 80만 달러(약 10억 원)까지 떨어졌다.

제작비 약 50만 달러

발사비 약 30만 달러 (Falcon9으로 쏠 경우)

가격이 떨어진 주된 이유는 다음과 같다:

Falcon9 재사용 로켓 덕분에 발사비 대폭 절감

위성 소형화 및 대량 생산으로 제작비 절감

발사 빈도 증가로 고정비 분산 효과

LEO 위성 발사의 핵심, Falcon 9과 Starship은 무엇인가?

Falcon 9이란 무엇인가? SpaceX가 만든 재사용 가능한 로켓이다. 보통 로켓은 한 번 쏘고 바다에 빠져 사라지는데, Falcon 9은 1단 부스터를 수십 번 재활용한다. 덕분에 발사 비용이 기존 대비 1/10 수준으로 낮아졌다.

전통 발사: 1회 수백억 원

Falcon 9: 1회 약 700억 원, 위성 20~60기 동시 발사 가능

중요 포인트: Falcon 9은 1단 부스터만 재사용한다. 1단 부스터는 발사 후 분리 → 지구 대기권 재진입 → 착륙 후 재사용된다. 2단은 위성을 궤도에 올리고 대기권에서 소멸되거나 우주 쓰레기로 남기에 재사용은 불가하다. 현재 Starlink를 포함해 모든 LEO 위성 상업 발사는 Falcon 9이 주력이다.

Starship과 Falcon 9의 차이점은? SpaceX는 Falcon 9 다음 세대로 Starship을 개발 중이다. Starship은 전단 완전 재사용을 목표로 하는 차세대 초대형 발사체이다.

현재까지 Starship은 궤도 시험 비행만 4회 진행되었고, 실제 LEO 위성 발사는 단 한 번도 하지 않았다. Flight 1~4는 모두 대기권 재진입, 비행 안정성 테스트 목적이었고, 위성 실전 배치는 Falcon 9이 전담 중이다. Starship은 2026년 이후 Starlink 대량 배치와 우주 수송 플랫폼으로 전환될 예정이다. 현재는 Falcon 9이 LEO 발사 시장의 절대 강자이며, Starship은 차세대 우주 패권을 준비 중이다.

왜 지금이 LEO 위성 사업의 적기일까?

단순히 로켓 가격만이 아니다.

기술 혁신: 로켓 재사용화, 위성 소형화, 레이저 링크 등 기술 혁신으로 저렴하고 빠른 위성 배치가 가능해졌다.

수요 급증: AI, 자율주행, 클라우드 등 데이터 폭증으로 저지연 위성 인터넷에 대한 수요가 급증하고 있다.

국방/안보 중요성 확대: 현대 국방 및 안보 환경에서 위성 기반 감시/통신은 필수적인 요소가 되었다.

이 모든 흐름이 지금 LEO 위성 투자에 불을 붙이고 있다.

LEO 위성은 지상 및 위성끼리 어떻게 통신할까?

지상에서는 어떻게 통신할까? 지구에는 Gateway 지상국이 있다. 위성에서 받은 인터넷 신호를 광케이블로 연결해주는 허브 역할을 한다.

위성 ↔ Gateway: 고주파 무선통신

Gateway ↔ 지구 인터넷: 광케이블

위성 ↔ 사용자 단말: 무선인터넷 (Starlink Dish)

현재 SpaceX는 전 세계에 150개 이상 Gateway를 운영 중이며, 이 지상국 덕분에 전 세계 어디서나 Starlink 인터넷이 가능해졌다.

위성끼리는 어떻게 통신할까? 최근 Starlink 위성은 Laser Link라는 레이저 광통신을 사용해 서로 데이터를 주고받는다. 이 덕분에 지상 Gateway 없이도 위성 간 통신, 나아가 대륙 간 통신까지 가능해졌다. 이는 향후 국가 간 디지털 백홀 전략과 우주 주권 강화에도 중요한 역할을 한다.

지상의 Gateway와 LEO와의 통신하는 모습 (ChatGPT 생성 이미지)

주요 국가들은 LEO 위성 경쟁에 어떻게 참여하고 있을까?

미국: 민간 주도 (SpaceX, Amazon Kuiper) 모델을 기반으로, 정부(NASA, DoD)가 적극적으로 지원한다.

중국: 국가 주도 (China SatNet, G60 Starlink)로 추진되며, 민간도 일부 참여하고 있다.

유럽: EU 차원에서 IRIS² 위성망을 추진하며, 민간 OneWeb과 협력하는 공공-민간 혼합 접근 방식을 취하고 있다.

러시아: 국가 주도 (Sfera 위성 프로젝트)로 진행된다.

한국: 현재 정부 주도의 초기 단계에 있으며, 민간 참여 확대가 필요한 상황이다.

SpaceX 등 기업들은 왜 이 거대한 사업에 뛰어들까?

글로벌 구독 기반 서비스 수익: Starlink처럼 월 110달러 이상의 구독료를 통해 안정적인 수익 모델을 확보한다.

군사/정부 계약: 우크라이나 전쟁 사례와 미 국방부 계약처럼, 군사 및 정부 기관에 필수적인 통신 서비스를 제공하며 수익을 창출한다.

데이터 인프라 독립 구축: 독자적인 통신망을 통해 데이터 백홀 사업 등으로 진출하며 핵심 인프라를 선점한다.

민간 우주 산업 선점 효과: LEO 위성 사업을 통해 확보한 기술력과 자금은 화성 탐사 등 장기적인 민간 우주 사업을 위한 기반이 된다.

처음엔 CAPEX(설치 비용)가 크지만, 장기적으로 고정 수익 흐름 (Subscription), 대규모 시장(글로벌), 그리고 다른 우주사업(화성 탐사 등) 파이낸싱 재원으로 활용하는 전략이다.

한국은 LEO 위성 경쟁에서 어디쯤 위치하고 있을까?

우리나라는 아직 LEO 위성 서비스 사업자가 없고, 지상국 설치도 전무하다. 통신 3사와 KT SAT이 관심을 보이고 있지만, 민간 기업의 적극적인 투자와 정부의 정책 지원이 필요한 상황이다.

다만, 한국형 위성통신망 개발이 시작되었고, 정부는 우주경제 로드맵에서 2030년까지 민간 주도 위성통신 생태계 구축을 목표로 하고 있다.

한국에도 지상국 유치 필요

Starlink, OneWeb 같은 외국 기업 의존도 점검 필요

우주 주권(Space Sovereignty) 확보 전략 강화 필요

민간 스타트업 참여를 통한 LEO 클러스터 형성 필요

결론: 왜 지금 LEO인가?

누구나 빠른 인터넷 접근권 보장: 디지털 격차 해소와 보편적 인터넷 접속을 가능하게 한다.

저렴한 발사 비용과 빠른 배치 속도: 혁신적인 기술 발전이 위성 네트워크 구축 비용을 획기적으로 낮췄다.

저지연 인터넷: 차세대 AI, 자율주행, 국방 등 미래 산업의 핵심 기반이 되는 초고속, 저지연 통신을 제공한다.

글로벌 경제/안보 패권 경쟁의 핵심 인프라: 우주 통신망은 더 이상 선택이 아닌 국가 안보와 경제 성장의 필수 요소이다.

한국도 뒤처지면 안 되는 글로벌 게임 체인저: 미래 먹거리와 안보를 위해 한국의 적극적인 참여와 주권 전략이 필요한 시점이다.

다음 5년, LEO 위성과 우주 인터넷 시장은 폭발적 성장이 예상된다. 한국도 이 거대한 변화의 흐름에 적극적으로 참여하고 우주 주권 확보 전략을 강화해야 할 때이다.