[저멀리 우주로: 민간 우주개발] 소행성 채굴, 부를 가져올 우주 탄광

• The Reklaws - I Do too

https://www.youtube.com/watch?v=PQnIp7051c4

I Do too

 
 
 

• 행성의 원재료 그대로인 소행성

태양계 행성들의 재료였던 소행성

태양계에서 상당히 많은 부분을 차지하는 소행성과 혜성은 초창기 태양계의 모습이 남아있는 잔해입니다. 초창기 태양이 태동한 태양계는 수많은 소행성들이 존재했고, 그 소행성들끼리 충돌하며 더 거대한 천체가 형성되었습니다. 그렇게 수성, 금성, 지구, 화성 등 여러 태양계 행성이 등장했는데, 행성을 형성하고도 수많은 소행성들이 남아 지금 태양계를 돌고 있습니다.

행성의 대부분을 구성하는 철과 희토류는 행성 중심부에 농축되어 있어 인간이 채굴할 수 없다

그 소행성들은 모두 행성의 주요 광물인 철, 금, 구리, 희토류 등 광물 자원으로 구성되어 있으며, 그런 소행성들이 충돌해 형성된 행성은 당연히 철, 금, 구리, 희토류가 압도적으로 많은 자원의 보고입니다. 문제는 거대한 행성은 고온 고압 환경인 중심 핵 부분에 주요 광물의 절반 이상이 농축되어 있으며 맨틀에 나머지 대부분이 있어 정작 지표면에는 광물이 별로 없는 수준입니다. 인류는 지표면에 있는 매우 적은 광물로 지금까지 문명을 이룬 것이죠.

중심부에 광물 대부분이 있는 천체와 달리 소행성은 그 자체로 광물 덩어리이다

그러나 21세기 인류는 점차 지구 지표면에서 양질의 광물을 찾기 어려워지고 있습니다. 양질의 광물을 얻으려면 맨틀을 뚫고 맨틀에서 광물을 얻는 방법도 있지만 인간은 물론 인간이 개발한 그 어떤 인공물도 맨틀의 고온 고압을 견디지 못합니다. 때문에 맨틀까지 가 광물을 채굴하는 것은 사실 상 불가능합니다. 그래서 인류는 지구 내부 고온 고압 환경에 녹아있는 광물 대신 우주에 떠돌아다니는 원석 소행성으로 눈을 돌렸습니다. 산소와 각종 화합물이 있어 광물이 산화되거나 오염되는 지구와 달리 우주에 있는 소행성은 화학 변화가 거의 없는 원석 그 자체이기도 했고요.

일본 하야부시 인공위성의 소행성 샘플 채굴

그래서 냉전 시대 때부터 국가와 기업은 우주에 떠돌아다니는 원석 소행성에 눈독을 들였습니다. 우주 방사능만 제외하면 양질의 원석 그대로인 소행성 하나만 얻어도 몇 경 달러 이상의 가치를 얻게 되었기에 미국, 소련(러시아), 유럽, 중국, 일본, 인도 등 우주강국이자 세계 강대국들은 지구에서 눈을 돌려 소행성을 바라보았습니다. 그리고 이익을 쫒는 기업 역시 소행성의 무궁무진한 가능성을 보고 소행성을 차지하기 위한 우주 대항해 시대를 열었습니다.
 
 
 

• 룩셈부르크가 추진한 민간 소행성 채굴

룩셈부르크 정부는 민간 기업의 소행성 소유권을 인정하는 법안을 통과했다

독일과 프랑스, 벨기에 사이에 있는 작은 공국인 룩셈부르크는 21세기 신산업으로 우주 산업을 선택했습니다. 그래서 국가는 우주 산업을 시도하는 스타트업에 전폭적인 투자를 하고 면세를 적용하는 등 파격적인 혜택을 제공해 전세계의 우주 스타트업들을 끌어모았습니다. 그리고 2017년 민간 기업의 소행성 소유권을 인정하는 우주자원법을 통과하며 민간 기업이 활개를 치도록 날개를 달았습니다.

룩셈부르크 우주국

이 파격적인 행보 덕분에 전세계 우주 스타트업들은 룩셈부르크와 협력하며 발전했으며, 같은 해에 일본, 포르투갈, 아랍에미리트가 룩셈부르크와 우주 산업을 협력하기로 결정했습니다. 덕분에 룩셈부르크는 2018년 기업과 국가의 지원을 받아 룩셈부르크 우주국Luxembourg Space Agency을 설립하고 우주 개발에 큰 영향력을 행사할 수 있게 되었습니다.
 
 

• TransAstra, 벌처럼 소행성을 모으는 인공위성

https://www.youtube.com/watch?v=X5GKz9XLh70

TransAstra의 소행성 이동 계획

한편 미국도 NASA를 중심으로 소행성 채굴 프로젝트를 진행했으며 많은 민간 기업에 소행성 채굴의 기회를 제공했습니다. 그래서 2015년 캘리포니아에 TransAstra라는 기업이 설립되었습니다. TransAstra는 기업 이름에서 알 수 있듯이 별( Astra - 별의 라틴어)을 운반(translate)하는 기업으로 벌의 군락 생활을 모방한 특이한 소행성 포집 전략을 구상합니다.
https://www.youtube.com/watch?v=IYxYM485-Ws

벌처럼 각 역할이 정해진 TransAstra 인공위성

TransAstra는 Mini Bee와 Honey Bee라는 소행성 포집 전문 위성을 따로 개발했습니다. 먼저 Worker Bee는 우주로 고객의 인공위성을 발사해주는 인공위성입니다. 이는 TransAstra가 소행성 채굴 뿐만 아니라 인공위성 발사 플랫폼 사업도 진행하기 때문입니다. Worker Bee는 인공위성 발사 플랫폼 역할을 하는 인공위성으로 타 인공위성과 성격이 조금 다릅니다. 다시 돌아와서 TransAstra의 Mini Bee는 아주 작은 소행성을 포집하는 위성이며 Horney Bee는 좀 큰 소행성을 노란 바구니로 포장해 그대로 지구로 가져가는 일을 하는 소행성 포집 인공위성입니다.
https://www.youtube.com/watch?v=y09XY-ekQhM&t=4s

대형 소행성을 포집하는 Queen Bee

그리고 Mini Bee와 Horney Bee도 포집하지 못할 정도로 매우 큰 소행성의 경우, 큰 Queen Bee 인공위성이 출동합니다. Queen Bee 인공위성은 매우 큰 대형 인공위성으로 거대한 소행성을 감싸 지구로 가져가는 임무를 수행하는 인공위성입니다. 이렇게 TransAstra는 벌처럼 맡은 임무를 수행하는 수많은 인공위성 군락을 형성해 소행성을 더 많고 저렴하게 채굴하려는 시도를 하고 있습니다.
 
 
 

• 소행성에서 광물을 캘 드릴을 개발하는 Asteroid Mining Corporation

https://www.youtube.com/watch?v=5sjWmxKEXag

Asteroid Mining Corporation

2016년 영국 런던에는 소행성 광물 채굴을 전문적으로 하는 드릴을 연구 개발하는 Asteroid Mining Corporation 기업이 설립되었습니다. 해당 기업은 2025년 먼저 물과 자원이 있는 소행성을 찾는 작은 천체망원경을 우주로 보내 후보가 될 소행성을 찾고, 그 소행성으로 채굴 인공위성을 보내 자원을 채굴하려는 목표를 가지고 있습니다.
 
 
 

• 우주 데이터베이스를 축적하는 치위안타이공起源太空

다양한 사업을 진행하는 起源太空

영어로 Origin Space, 중국어로 치위안타이공起源太空라는 기업 이름을 가진 중국 기업 치위안타이공起源太空은 2019년 설립된 기업으로 난징대학, 홍콩대학이 주축이지만 베이징대학, 칭화대학, 마카오과학기술대학, 국립중앙대학, 교토대학교, 하버드 대학교, MIT 등 여러 대학교가 협력하는 기업입니다. 치위안타이공起源太空는 우주에 대한 연구활동을 지원하고 소행성을 채굴해 경제적 이익을 얻고, 우주의 자원을 탐색하는 등 연구와 산업을 오가는 광범위한 사업 계획을 가지고 있습니다.

우주쓰레기 청소 연구 등 다양한 사업을 진행한다

심지어 우주쓰레기를 제거하는 우주 청소 사업을 진행하기도 해 중국 민간 스타트업과 전세계 우주산업 기업 중 가장 폭이 넓은 사업을 진행하는 기업 중 하나에 속합니다. 치위안타이공起源太空은 대학교 연구실에서 요구하는 우주 데이터베이스를 축적하고 그 데이터를 판매하는 사업을 주로 진행하며 기업 규모를 키우고 있습니다.

자력을 이용해 소행성을 붙잡는 플랫폼

하지만 치위안타이공起源太空는 민간 기업이므로 수익 창출을 목표로 하고 있습니다. 그래서 치위안타이공起源太空는 저렴하고 쉽게 소행성 자원을 채굴하는 방법을 연구했고 강한 자력을 이용해 소행성을 원하는 위치로 끌어들이는 채굴 플랫폼을 연구하고 있습니다. 채굴 플랫폼은 대부분의 우주선이나 인공위성에 끼워 사용할 수 있게 광범위하고 보편적인 플랫폼을 목표로 하고 있습니다.

起源太空이 공개한 채굴 플랫폼

거기에서 더 나아가 흡착/포박 기술을 이용해 독자적으로 소행성을 잡아 채굴할 수 있게 하는 것이 치위안타이공起源太空의 궁극적인 목표입니다. 천체우주과학자들이 주축이 된 기업인 만큼 지금도 치위안타이공起源太空는 연구 목적의 우주 기술 개발이 주축이 되고 주요 사업원이 되고 있습니다.
 
 
 

• 우주에 있는 광물을 찾아 떠나는 싱허동리星河动力

싱허동리

그리고 순수하게 우주에 있는 광물을 채굴하려는 목적을 가진 중국 기업도 있습니다. 그 기업은 싱허동리星河动力로 우주에 있는 회토류와 미네랄, 금 등 각종 자원을 채굴하는 것을 사업 계획으로 확정했습니다. 그리고 지금 싱허동리星河动力는 어디에서나 발사할 수 있는 발사체를 개발하는 것에 집중하고 있습니다. 이유는 언제 어디에서나 저렴하게 발사해 우주광물 채굴 위성을 목표지점으로 쏘아올리기 위함입니다.
https://www.youtube.com/watch?v=o49wBtjaiDo

싱허동리 해상발사 실험

때문에 싱허동리星河动力는 해상에서 로켓 발사를 실험하고 있습니다. 해당 기업의 첫 로켓은 Ceres 로켓, 중국어로 구선싱谷神星으로 Ceres의 중국말입니다. 그래서 싱허동리星河动力는 작은 구선싱谷神星 발사 성공 이후 본격적으로 채굴위성을 탑재할 수 있는 지선싱智神星 로켓을 개발해 우주로 보낼 생각입니다.
 
 
 

• 지구 인근의 자원을 찾아서, Karman+

Karman+의 소행성 채굴 계획

미국 덴버에 위치한 스타트업 Karman+은 지구 인근의 소행성에서 광물을 채굴하려는 목표를 가지고 있습니다. 그래서 천체망원경을 통해 지구 인근에 접근하는 소행성을 파악한 후, 그 소행성으로 채굴위성을 보내 광물을 채굴하려고 하고 있습니다. Karman+는 2026년 첫 투입을 목표로 하고 있다고 합니다.
 
 
 

• 가장 앞서가는 기업, AstroForge

AstroForge의 Brokk-1 탐사위성

전세계에서 가장 기술을 빠르게 발전시키고 유망한 소행성 채굴 기업을 고르라 하면 대부분이 AstroForge를 선택합니다. 미국 캘리포니아의 스타트업인 AstroForge는 2022년 최근에 설립된 기업이지만, 2023년 SpaceX와 계약을 맺어 Falcon 9 로켓으로 Brokk-1 소행성 광물 탐사위성을 우주로 보냈습니다.

Odin 탐사위성

그리고 지금은 NASA와 계약을 맺어 2025년 Brokk-2(Odin) 소행성 광물 탐사위성을 발사하려고 하고 있습니다. 이렇게 AstroForge는 신생기업답지 않게 매우 빠른 속도로 지구 근처 소행성에 대한 데이터를 축적하고 있으며 소행성 광물 채굴을 현실화하고 있습니다.