한화시스템의 위성사업
한화시스템은 지상,공중과 우주 플랫폼간 초연결,초지능,초융합 통합 솔루션을 제시하며 첨단 방산을 이끌 미래 기술 역량을 확장하고 있다.
한화그룹 주요 항공우주 계열사인 한화시스템·한화에어로스페이스·㈜한화와 쎄트렉아이 등이 참여한 스페이스 허브존에서 한화시스템은 저궤도 군집 통신위성(LEO Satellite Constellation)과 저궤도 위성통신 안테나를 통해 인터넷 접속이 어려운 오지(奧地)산악,해상,공중까지 세계 어디서나 이동중에도 안정적인 통신이 가능한 초공간 인프라 통합 솔루션을 갖추어 나갈 예정이다.
또한 초연결,다계층 네트워크 기술을 통한 방산 통합역량을 쌓아 나가고 있다.
한화시스템, 우주 인터넷 분야에 투자
저궤도 통신위성은 지구 상공에 수백~수천 기의 인공위성을 배치해 지상 통신망의 도움 없이도 언제 어디서나 LTE?5G 수준의 인터넷 서비스를 제공하는 차세대 기술이다. '우주 인터넷'이라고도 불리는 저궤도 위성통신 서비스는 지구 저궤도(200~1000㎞)에 막대한 수의 소형 통신위성을 쏘아 올려 전세계를 연결하는 인터넷을 말한다.
광랜이 필요 없기 때문에 항공기·선박·기차·차량·UAM 기체 등에 안테나를 장착해 인터넷 접속이 어려운 오지· 해상·공중 등 세계 어느 곳에서나 24시간 안정적인 통신이 가능하도록 초공간 인프라를 제공할 수 있다.
모건스탠리(Morganstanley)는 2040년 세계 우주산업 시장 규모를 1조1000억 달러(약 1260조원)로 전망했는데, 이 가운데 5800억 달러(약 670조원) 이상이 우주 인터넷 시장의 몫으로 알려졌다.
위성통신 안테나 기술은 세계 어느 곳에서나 위성과의 송수신을 통해 안정적인 통신망 구축을 가능하게 하는 핵심 기술로 위성통신 안테나 관련 시장규모는 2026년엔 50조 원에 달할 것으로 예측하고 있다.
원웹에 차례로 합류한 기업들의 소속 국기 그래픽.(위)
원웹 측은 “원웹 이사회에 합류한 기업들의 소속 국기를 앞으로 발사할 로켓에 디자인하는 방안을 추진할 계획”이라고 밝혔다. 원웹이 앞으로 발사할 로켓의 개념도.(위)
한화시스템은 이런 이유로 세계적인 ‘우주인터넷’ 기업 원웹(OneWeb)에 3억 달러(약 3,450억원) 투자에 나섰다. 한화시스템은 지난 8월 원웹과 투자 계약을 체결한 바 있다.
‘뉴 스페이스 시대’ 우주 인터넷을 실현하기 위해 무엇보다 중요한 기술이 수천 개의 위성과 지상기지국 네트워크를 연결해 주는 ‘위성통신 안테나’ 기술이다.
위성통신 안테나 기술은 세계 어느 곳에서나 위성과의 송수신을 통해 안정적인 통신망 구축을 가능하게 하는 핵심 기술이다.
한화시스템은 우주인터넷을 실현시키게 될 핵심기술인 '위성통신 안테나' 관련 해외 선진 기업들을 차례로 인수 및 투자하며 우주 위성 사업분야를 확대해 나가고 있다.
작년 6월, 영국의 위성통신 안테나 전문기업 '페이저 솔루션'의 사업을 전격 인수해 한화페이저를 설립해 해상 육상 항공기 내에서의 고속통신을 가능케 하는 전자식 빔 조향 안테나(Electronically Steerable Antenna, ESA)시스템을 선도하며 반도체 기반 차세대 위성통신 안테나 설계 개발에 집중하고 있다.
지난해 12월에는 미국의 ESA 기술 선도기업인 카이메타(Kymeta)에 3000만달러(한화약 330억)를 투자해 전략적 파트너십을 맺었다.
올해부터 카이메타 위성 안테나 제품의 한국 시장 독점 판권을 확보하여 국내외 시장 개척에 나서며, 차세대 전자식 위성통신 안테나 공동개발도 계획하고 있다.
평면 디자인을 특징으로 하는 한화페이저의 위성안테나는 최첨단 기술력이 집약된 고성능을 자랑한다. 독자적으로 보유하고 있는 안테나 빔 조향 및 안테나 송수신 제어를 위한 반도체 칩 설계 기술도 업계 선행기술로 평가받고 있다.
가격 경쟁력·양산성·제품 확장성에서 높은 평가를 받고 있는 카이메타의 안테나 제품은 메타구조의 위성통신 빔 조향 기술을 구현하고 있다.
메타구조는 위성 안테나 유리기판 상에 미세 패턴을 형성하여, 전파·소리·빛의 파장과 형태를 조절해 위성과 통신을 용이하도록 하는 기술로 위성통신 안테나는 물론, 홀로그램·투명망토 등 빛과 음파를 상호작용하도록 설계하는 새로운 응용분야에 적용되고 있는 첨단기술이다.
실용성과 시장성이 높은 카이메타의 메타구조 기반 안테나 기술과 한화페이저의 반도체칩 기반 고성능 안테나 기술을 동시에 확보하여 해상·상공·지상 전 영역의 저궤도 위성통신 안테나 사업 역량을 높여 나간다는 전략이다.
한화시스템은 한화페이저 설립 및 카이메타 신규 투자 등을 통해 저궤도 위성 안테나 시장에서의 기술 포트폴리오 다각화를 바탕으로 우주,위성 시스템 역량을 강화해 나가고 있다.
한화페이저의 전자식 빔 조향 안테나(ESA) 이미지.(위)
군집위성으로 구성될 한화시스템의 저궤도 통신위성은 궤도상의 위성간 통신을 위한 ISL(Inter Satellite Link), 주파수 효율을 향상시키기 위한 전자식 빔조향 안테나 ESA(Electronically Steerable Antenna), 유연한 위성네트워크 운용을 위한 지능형 OBP(On-Board Processor)가 장착된다.
우주 인터넷과 UAM 산업 ‘시너지’
한화시스템이 UAM과 우주 인터넷 분야 두 사업을 동시에 추진하는 배경은 ‘시너지’ 다. 저궤도 위성통신 기술이 에어모빌리티 사업의 핵심인 교통관리·관제 시스템에 활용되기 때문이다.
수백 미터(m) 고도에서 날아다니는 에어모빌리티는 지상 통신망으로 신호를 주고받기 어려워 위성통신 기술이 반드시 필요하기에 UAM과 위성통신 안테나 기술 시너지는 시장의 기대를 받고 있다.
이러한 시너지를 통해 비용은 낮추고 효율을 극대화할 계획이다. 글로벌 시장 선점을 위해 UAM 기체와 자율비행 서비스·인프라 기술을 가진 해외 우수 기업과 협업이 중요하다고 보고 투자를 진행하고 있다.
현재 미국의 오버에어社의 ‘최적 속도 틸트로터(OSTR, Optimum Speed Tiltrotor)’ 특허기술을 바탕으로 UAM 기체 ‘버터플라이’ 상세설계를 진행 중이다.
경량 복합재와 고효율 공기역학 기술로 기존 틸트로터 기체보다 최대 5배의 효율을 자랑하는 OSTR 기술로 2024년까지 기체 개발을 마치고, 2025년에는 서울-김포 노선 시범 운행을 시작할 계획이다.
한화시스템 버터플라이의 군용실물 모형- 국방 틸트로터(TR) 수직이착륙기.(위)
한화시스템이 UAM 기술을 활용한 국방 틸트로터(TR) 수직이착륙기는 오버에어社와 함께 개발중인 에어모빌리티 기체 ‘버터플라이(Butterfly)’는 국방분야에서도 다목적으로 사용 가능하다.
군사적 활용성과 필수 개조요소 식별을 통해 오버에어社와 국방 틸트로터형(TR) 항공기 개발을 준비하고 있다.
이밖에 한국형전투기(KF-21)와 소형무장헬기(LAH)의 핵심 임무 센서 및 항공전자 장비와 각 장비에 탑재되는 소프트웨어 등을 개발해왔다.
이러한 핵심 기술들을 기반으로 항공전자 분야 국제 표준인 통합 모듈형 항공전자(IMA, Integrated Modular Avionics) 공용 항공전자 플랫폼 기술(FACE, Future Airborne Capability Environment) 항공 그래픽 기술(ARINC 661) 적용하고, 4차 산업혁명 시대 핵심 기술인 AI 음성 인식 기능 3D 오디오 기술 등 다양한 첨단 기술을 적용한 ‘차세대 항공전자 통합 플랫폼’을 개발하고 있다.
첨단 전투기에만 적용되고 있는 고사양 기능인 AI 음성 인식 기능 및 3D 입체 사운드 시스템을 적용하여, 조종사의 안정성을 보장하고 편의성을 극대화 했다.
한화시스템은 2021년 안에 오버에어社와 공동개발을 위한 기술협력 계약을 체결하고 선행 개발에 착수할 예정이다. 이밖에도, UAM 기체가 안전하게 운항할 수 있도록 지원하는 UAM 교통관제시스템 및 사이버 보안관제 시스템에도 진출하고 있다.
[디펜스투데이]
