태양광 에너지로 우주 전력 공급…세계 첫 도전 주목 [우주로 간다]

美 스타트업 스타캐처, 기술 검증 위해 시제품 위성 발사 예정

지구 궤도에서 태양광 에너지를 모아 다른 위성에 무선으로 전력을 공급하는 ‘우주 전력망’ 구축이 본격화된다. 우주 자산의 전력 부족 문제를 해결하기 위한 첫걸음이다.

IT매체 기즈모도는 미국 플로리다 기반의 우주기술 스타트업 ‘스타캐처(StarCatcher)’가 궤도상 무선 전력 전송 기술을 검증하기 위한 시제품 위성 ‘프로토스타(Protostar)’ 발사를 준비 중이라고 30일(현지시간) 보도했다.

프로토스타는 1일 스페이스X '트랜스포터-18' 미션에 실려 우주로 올라간 뒤, 궤도에 머무는 다른 위성에 에너지를 전송하는 실증 실험을 진행한다.

스타캐처의 궤도 에너지 그리드 조감도. 이 시스템은 광 전력 빔 전송 기술을 사용하여 고객 위성의 기존 태양광 패널에 최대 10배 더 많은 전력을 필요에 따라 공급한다. (이미지=스타캐처 인더스트리)

스타캐처 기술의 핵심은 태양광 에너지를 특정 파장의 빛으로 수집한 뒤, 강력한 레이저로 변환해 대상 위성의 태양광 패널에 직접 쏘는 방식이다. 전력을 받는 위성은 별도 특수 수신 장비 없이 태양광 패널만으로 에너지를 공급받을 수 있다.

이번 시도가 성공하면 궤도상에서 연결선 없이 떠 있는 두 우주선 간에 레이저로 에너지를 전송하는 세계 첫 사례가 된다. 마이클 스나이더 스타캐처 공동 창립자 겸 최고기술책임자(CTO)는 "이번 임무는 실제 궤도 환경에서 귀중한 운영 데이터를 제공할 것이며, 우주 상용 전력망 구축에 직접적인 발판이 될 것"이라고 강조했다.

우주 경제 성장 가로막는 '전력 한계' 극복

스타캐처는 2024년 급성장하는 우주 경제를 지원할 궤도 전력망 구축을 목표로 설립됐다. 회사 측은 기존 위성의 자체 발전 용량만으로는 휴대폰 직접 연결(Direct-to-Cell), AI 기반 지구 관측, 국방 분야의 정밀 기동 등 현대 우주 임무가 요구하는 막대한 전력을 충족하기 어렵다고 설명한다.

스타캐처가 개발 중인 '전력 노드(Power Node)' 시스템은 우주선 네트워크를 활용해 햇빛을 모은 뒤, 여러 개의 렌즈로 이를 최적화된 파장으로 정제한다. 이 방식을 적용하면 기존 태양광 발전 대비 최대 2~10배 더 많은 전력을 생성할 수 있다는 것이 회사 측 설명이다.

태양 에너지를 고객 위성으로 전송하는 스타캐처 에너지 빔 발사 우주선의 조감도(이미지=스타캐처 인더스트리)

앞서 스타캐처는 지상 실증 시험에서 다중 파장 레이저를 사용해 시판 중인 상용 태양광 패널에 1.1kW 이상의 전력을 전송하는 데 성공했다. 이어 2025년 말 NASA 케네디 우주센터에서 진행된 추가 시험을 통해 궤도 실증을 위한 기술적 기반을 마쳤다.

큐브샛에 레이저 조사…궤도상 전 과정 검증

이번 임무에서 프로토스타는 시중에서 구한 태양광 패널이 부착된 초소형 위성(큐브샛)을 직접 궤도에 배치한다. 이후 프로토스타가 이 큐브샛을 추적해 태양광 패널로 측정 가능한 수준의 전력을 쏘아 보내는 방식으로 실험이 진행된다.

이번 시험은 우주 환경에서 에너지를 수집하고, 대상 위성을 포착·추적해 전력을 전송하기까지의 전 과정을 처음부터 끝까지 종합 검증하는 첫 상용 사례다.

프로토스타는 스타캐처가 향후 구축할 전력망 위성의 축소판으로, 회사는 2020년대 말까지 궤도 상용 전력망을 완성한다는 구상이다.

앤드류 러쉬 스타캐처 공동 창업자 겸 최고경영자(CEO)는 "실시간 국가 안보 정보부터 AI 기반 궤도 컴퓨팅, 지구 관측에 이르기까지 우주 경제를 이끄는 모든 핵심 분야가 전력 제약에 직면해 있다"며 "우리는 많은 이들의 예상보다 훨씬 빠르게 궤도 전력망 가동에 다가가고 있다"고 밝혔다.