우주에서 생산되는 전력의 가격은 얼마인가
스타링크 위성의 태양광 면적, 질량, 그리고 달러/W
우주에서 전기를 생산하면 과연 얼마의 비용이 들까요.
지상 태양광은 이미 와트당 수천 원 수준까지 내려왔습니다. 하지만 지구 저궤도에서 태양광 패널을 펼치고, 위성에 전력을 공급하는 비용은 전혀 다른 차원의 문제입니다. 발사비, 위성 제작비, 구조물 질량, 열 방출 설계까지 모두 포함되는 복합적인 시스템이기 때문입니다.
현재 공개적으로 접근 가능한 가장 좋은 비교 대상은 스페이스X의 스타링크 위성입니다. 스페이스X는 위성의 정확한 BOM(Bill of Materials)을 공개하지 않습니다. 그러나 질량, 태양광 면적, 일부 기술 보고서를 조합하면 합리적인 공학적 추정치는 만들어 볼 수 있습니다.
먼저 1세대 스타링크 v1.0과 v1.5입니다.
v1.0은 약 260kg, v1.5는 약 306kg입니다. 영국 사우샘프턴 대학 기술 분석 자료에 따르면 v1.5는 약 30㎡의 태양광 패널을 가지고 있으며, 직사광선 기준 약 7kW, 궤도 평균 약 5.4kW의 전력을 생산합니다. 이를 면적 기준으로 환산하면 약 230W/㎡ 수준입니다.
이 수치를 기준으로 보면 v1.x 위성의 질량 대비 전력은 약 25W/kg입니다. 다시 말해 위성 1kg을 궤도에 올리면 약 25W의 이름표 전력을 확보하는 구조입니다.
다음은 v2 mini입니다.
v2 mini는 약 730~800kg 수준으로 알려져 있으며, 태양광 면적은 약 116㎡입니다. 이는 v1.5의 약 4배 면적입니다. 동일한 면적당 출력 밀도를 적용하면 이름표 출력은 약 27kW 수준이 됩니다.
이를 질량 대비로 환산하면 약 36W/kg입니다. 이는 1세대 대비 상당한 개선입니다. 패널 확장, 구조 경량화, 전력계통 개선이 동시에 작동했기 때문으로 해석할 수 있습니다. 실제로 달러/W 기준으로 계산해보면 v2 mini는 세대 중 가장 효율적인 구간에 해당합니다.
문제는 v3입니다.
v3는 스타십 전용 대형 위성으로 추정 질량이 약 1,900kg 수준입니다. 일부 보도에서는 2,000kg에 육박한다고 언급합니다. 태양광 면적은 약 250㎡로 추정되며, 기존 출력 밀도를 적용하면 약 60kW 수준의 이름표 전력이 나옵니다.
이 경우 질량 대비 전력은 약 32W/kg입니다. v2 mini보다는 낮지만 v1.x보다는 높습니다. 그러나 v3의 태양광 면적과 정확한 출력은 공식 공개 수치가 아니기 때문에 이 구간은 명확히 추정치로 봐야 합니다.
이제 비용으로 넘어가 보겠습니다.
초기 스타링크 위성은 위성당 25만 달러 이하라는 발언이 여러 차례 등장했습니다. 이를 질량 기준으로 환산하면 대략 kg당 800달러 수준입니다. 이를 제조 원가 밀도로 가정하면 다음과 같은 결과가 나옵니다.
v1.x는 와트당 약 32달러 수준입니다.
v2 mini는 와트당 약 22달러 수준입니다.
v3는 추정치 기준 약 25달러/W 수준입니다.
여기서 중요한 점은 이 수치가 위성 제조 BOM 수준의 비용이라는 점입니다. 발사 비용, 지상국, 운영비, 자본비용은 포함되지 않습니다.
그럼에도 불구하고 이 숫자는 매우 의미가 큽니다.
지상 태양광은 설치비 포함 와트당 1~2달러 수준입니다. 스타링크는 제조 기준만으로 20~30달러/W입니다. 여기에 발사비를 kg당 1,500~3,000달러로 추가하면 궤도 전력은 지상 대비 한 자릿수 이상 비쌉니다.
즉 현재의 저궤도 태양광은 전력 생산 목적이 아니라 통신 탑재체 구동을 위한 전력 시스템입니다. 전기를 판매하는 구조가 아닙니다.
그러나 이 데이터는 다른 질문으로 이어집니다.
만약 스타십 발사비가 급격히 하락하고, 위성 kg당 제조비가 더 낮아진다면 어떻게 될까요. W/kg가 50W/kg 이상으로 개선된다면 어떨까요. 수명이 5년이 아니라 15년이라면 어떨까요.
그때는 ‘궤도 전력의 경제학’이 다시 계산되어야 합니다.
스타링크는 단순한 통신 위성 집합이 아니라, 인류가 저궤도에서 얼마나 효율적으로 전력을 생산하고 운용할 수 있는지를 보여주는 실험 플랫폼입니다. 그리고 우리는 이제 그 전력의 가격을 계산할 수 있는 단계에 와 있습니다.
다음 단계는 명확합니다.
kg당 발사비를 포함한 궤도 와트당 총비용을 계산하고, 이를 지상 태양광 + 송전 + 저장 비용과 직접 비교하는 것입니다.
추정치 계산 결과는 우주 전력은 아직 비싸다는 결론을 보여줍니다.
