세계 첫 상업용 '원자력 위성' 우주로…태양광 한계 넘는다 [우주로 간다]

위성 산업이 고질적인 전력 부족 문제의 돌파구를 찾았다. 대다수 인공위성은 태양광 패널과 배터리에 의존해 작동하지만, 햇빛이 들지 않는 음영 지역에서는 한계가 있고 배터리 수명도 빠르게 저하된다. 이를 해결하기 위해 개발된 소형 핵 에너지원을 탑재한 상업용 인공위성이 세계 최초로 우주로 발사됐다.

스페이스닷컴, 기즈모도 등 외신은 세계 최초로 원자력 발전 시스템을 탑재한 상업용 인공위성이 스페이스X의 팰컨9 로켓에 실려 궤도 진입에 성공했다고 7일(현지시간) 보도했다.

스페이스X 트랜스포터-17 임무의 일환으로 팰컨9 로켓이 7월 7일 캘리포니아 밴덴버그 우주군 기지에서 발사됐다. (사진=스페이스X)

이번 발사는 캘리포니아 밴덴버그 우주군 기지에서 스페이스X의 승차 공유 임무 '트랜스포터-17'을 통해 진행됐다. 팰컨9 로켓에는 총 81개의 탑재체가 실렸으며, 여기에는 미국 플로리다에 본사를 둔 시티랩스사가 개발한 '보어(BOHR, 베타볼타 고신뢰성 궤도 위성)' 위성이 포함됐다.

피터 카바우이 시티랩스 최고경영자(CEO)는 성명을 통해 "이번 성과는 우주 상업 원자력 발전에 있어 역사적인 진전"이라며 "BOHR 프로젝트는 안전하고 소형화된, 그리고 규제 당국의 승인을 받은 원자력 시스템이 일상적인 상업적 배치에 적합하다는 것을 입증했다"고 밝혔다. 이어 "이러한 역량 덕분에 햇빛이나 배터리 수명에 제약받지 않고 탑재체를 상시 가동할 수 있게 될 것"이라고 강조했다.

상업 우주 비행, 원자력 시대 문 열다

시티랩스가 자체개발한 나노트리튬(NanoTritium) 베타볼트 장치는 삼중수소가 붕괴할 때 방출되는 베타 입자를 반도체를 통해 직접 전기에너지로 변환한다. 이는 미국 항공우주국(NASA)의 보이저 탐사선 등에 탑재된 '방사성동위원소 열전발전기(RTG)'가 플루토늄 핵에서 방출되는 '열'을 이용해 전력을 생산하는 방식과 원리적으로 유사하다.

시티랩스는 홈페이지를 통해 "화학 에너지를 유한하게 저장하는 기존 배터리와 달리, 베타볼타 배터리는 삼중수소의 자연 붕괴를 통해 낮은 수준의 전력을 지속해서 생성한다"며 "충전이나 교체, 정기적인 유지보수 없이 장기간 안정적인 작동이 필요한 위성 시스템에 매우 적합하다"고 설명했다.

BOHR 위성은 태양광 에너지에 의존하지 않고 우주선에 지속적인 전력을 공급하는 것을 궁극적 목표로 개발됐다. 다만 이번에 발사된 큐브샛(초소형 위성)은 기술 실증 단계로, 위성의 일반적인 작동은 여전히 태양광 발전에 의존한다. 탑재된 나노트리튬 시스템은 별도의 실험용 탑재체에 전력을 공급하는 방식으로 검증을 진행하며, 태양광이 없는 극한 환경에서도 장비를 성공적으로 가동할 수 있음을 보여주는 것이 이번 임무의 핵심이다.

이번 임무가 성공한다면 기술적 검증 뿐 아니라 규제적 선례를 마련했다는 점에서 우주 원자력 상용화의 중대한 이정표가 될 전망이다. 시티랩스에 따르면, BOHR 위성은 미국 연방항공청(FAA)의 원자력 발사 승인 절차를 통과한 최초의 상업용 원자력 미션이다. 이들은 지난 2025년 9월 일찌감치 승인을 획득하며 향후 관련 미션들을 위한 길을 열었다.