Longshot 우주 대포가 궤도 경제를 촉진할 수 있을까?

로켓 없이 발사 비용 절감?

Since the launch of the first artificial satellite, Sputnik, in 1957, we have become familiar with the sight of rockets to reach outer space. But rockets are inherently expensive, as they have to burn a lot of fuel to carry their own weight (and the fuel’s weight), as well as having reactors able to sustain the extreme conditions created by the fuel burning.

최근에는 SpaceX (SPCX ) 의 재사용 로켓 덕분에 궤도 도달을 위한 발사 비용이 크게 감소했습니다. 그리고 대규모 우주선 함대를 구축하고 성공한다면 이 비용은 킬로그램당 100~200달러 수준까지 떨어질 수도 있습니다.

출처: Ark Invest

그럼에도 불구하고 이는 다른 어떤 운송 수단보다도 수십 배 이상 비쌉니다. 따라서 우주의 대규모 프로젝트는 매우 비싼 상태를 유지할 운명처럼 보입니다.

지금까지 구상된 유일한 대안은 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다:

• 대량 가속기나 우주 엘리베이터와 같은 검증되지 않은 기술에 의존하는 비용이 많이 드는 메가프로젝트. 이는 우리가 “Space Infrastructure – Building Stairways To The Heavens”에서 심도 있게 탐구한 내용입니다.
• 현지 생산, 즉 달이나 소행성에서 채굴한 자원을 이용해 우주 장비를 제작함으로써 지구에서 올려야 할 필요성을 없애는 방식.

불행히도 두 경우 모두 아직은 상당히 먼 미래이며, 현실화되기까지 수십 년이 걸릴 것으로 보입니다.

하지만 또 다른 방법이 있을지도 모릅니다. 지구에서 대량의 물자를 궤도로 보내고, 궤도에서 제조하는 대안 말이죠. 이것이 바로 Longshot Space가 공개한 계획이며, 이들은 실제 우주 대포를 개발하고 있습니다.

우주 대포

Funnily enough, massive canons are maybe the first method imagined to reach outer space, with the proto-science-fiction novel by Jules Verne “From the Earth to the Moon”. In the 1865 novel (and its sequel “Around The Moon”), the protagonists use a massive canon to travel to the Moon, as at the time, notions of rocketry were pretty much nonexistent.

출처: Nation Air And Space Museum

The concept would be explored much later on with the High Altitude Research Project  (HARP) and Super High Altitude Research Project  (SHARP).

HARP

The HARP project financed by the USA Army Research and Development Center used an oversized 120-foot long (36-meter), 200-ton naval canon to attempt putting satellites into orbit.

이 프로젝트는 시험 탄환을 최대 80km 고도까지, 이후에는 Yuma Gun을 이용해 180km까지 발사하는 데 성공했습니다(국제우주정거장은 지표면으로부터 408km 고도에서 궤도에 있습니다).

출처: Astronix

불행히도, 짧은 자금 지원과 정치적 갈등으로 인해 프로그램이 중단되었습니다.

스파이 영화 같은 흥미로운 전개로, HARP의 설계자이자 캐나다 포병 전문가인 Gerald Bull은 이후 사담 히라의 바빌론 프로젝트에 참여했으며, 1990년 그의 암살까지 이 아이디어를 이어갔습니다.

SHARP

This US Army design, operational in 1992, did not rely on explosive propulsion directly but methane and then hydrogen gas compressed by a series of detonations. It used a total of 425 feet canon length (129 meters).

출처: Astronix

이는 \”Jules Verne Launcher\” 이전 단계로 기대되었으나, 10억 달러의 가격표 때문에 생산되지 못했습니다.

마찬가지로 SHARP 프로젝트의 대학 스핀오프인 Quicklaunch는 민간 자금으로 구축을 시도했지만 결국 2005년에 문을 닫았습니다.

Longshot의 우주 대포

Longshot is also basing its design on gas compression, making it the latest in a long series of attempts to develop space guns.

궁극적으로 Longshot의 설계는 제2차 세계대전 시기의 V3 초음속 프로토타입을 여러 가스 인젝터를 순차적으로 설치한 형태로 발전시킨 것입니다. 그러나 다양한 목표물을 조준하기가 어려웠으며, 연합군 폭격으로 파괴되었습니다.

출처: Longshot Space

다중 인젝터는 고온이나 고압을 견디도록 설계되지 않은 저렴한 소재로 제작될 수 있음을 의미합니다(로켓 엔진 노즐과는 반대입니다).

Longshot 팀의 말대로 \”로켓은 좋은 무기지만 비싸고, 우주 대포는 못 쓰는 무기지만 저렴합니다\”.

출처: Longshot Space’s X account

HARP와 SHARP와 마찬가지로, 이들은 수소 가스를 사용할 계획입니다. 가스가 가볍기 때문에 가능한 최대 속도를 얻을 수 있습니다.

출처: Longshot Space

하지만 이번에는 목표가 더욱 야심차게, 더 긴 대포를 사용해 더 높은 속도와 가속을 구현하려 합니다.

총열 길이를 500미터 이상으로 연장하고 추가 부스터를 장착함으로써, Longshot은 100kg까지의 페이로드를 마하 5 이상으로 가속시킬 수 있으며, 가속도는 스마트폰이 견딜 수 있는 수준이고, 현재 로켓 기반 가속 시스템보다 훨씬 낮은 가격을 제공할 것입니다.

우주 대포 문제점

While space guns have been tried several times, they have so far been unsuccessful commercially.

그렇다면 Longshot의 계획은 현실적일까요? 이전 우주 대포 프로젝트를 무너뜨린 문제들을 해결한다면 가능할지도 모릅니다.

가속도

The first thing to understand is that space guns are unlikely to ever be used for transporting people or anything remotely fragile, contrary to Jules Verne’s initial idea.

그 이유는 설계상 페이로드에 최대 100G의 가속력을 가하게 되며, 이는 인간이 견딜 수 있는 수준보다 최소 3배 더 높기 때문입니다.

심지어 위성도 이러한 극심한 가속을 견디도록 내구성을 강화해야 합니다.

궤도

Another issue is that by the very nature of the launch, a space gun is not capable of placing objects into a stable orbit. They will either fall back down on Earth or escape the planet’s gravity well.

따라서 모든 페이로드는 안정적인 궤도에 도달하기 위해 일정한 궤도 수정이 필요합니다.

페이로드

Another limitation of the previous project is that ultimately they look to launch only a few kilos of material into space. While this was acceptable for satellites of the time, and compared to rocket payload at the time, the soon-to-come 100-200 tons of Starship payload has changed this.

따라서 실제로는 우주 대포가 수십에서 수백 킬로그램 정도의 페이로드를 다룰 수 있어야 하며, SpaceX 최신 로켓이 달성할 수 있는 수준에 맞추기 위해 매우 정기적인 발사 일정도 필요합니다.

시스템 복잡성

Since the 1980s and 1990s, a lot of progress has been made in many fundamental technologies like power electronics, computing, material sciences, energy production, etc.

이는 오늘날 우주 대포 엔지니어링 세부 사항을 40년 전보다 저렴하고/또는 더 나은 방식으로 구현할 수 있음을 의미합니다. 예를 들어 정밀 컴퓨터 모델링, 수소 생산을 위한 태양광, 정확한 시점에 가스 주입, 100G를 견딜 수 있는 전자식 유도 시스템 등이 있습니다.

시장 준비도

Until recently, the market for orbital launches was mostly government, some telecom satellites, and some scientific missions. This is quickly changing with space tourism, planned bases on the Moon, and maybe even colonization of Mars.

이는 우주 대포 기업이 직면한 경제 구조를 완전히 바꾸며, 기술이 성숙할 때까지 더 많은 자금을 확보할 수 있는 길을 열어줄 것입니다. 이는 이전 프로그램들을 무산시킨 요인이기도 합니다.

우주 기반 경제는 또한 1990년대에 부족했던 거대한 총 주소 가능한 시장을 열어줄 것입니다.

Longshot의 우주 진전

Longshot의 타임라인

By all aspects, Longshot Space matches the scrappy, built-in-a-garage startup archetype.

2020년 친구와 가족의 자금으로 시작했으며, 2021년 3분기에는 거의 파산 직전이었고, 마하 1.8 속도에 도달하는 프로토타입을 구축했습니다.

그때 미국 공군이 75만 달러 규모의 2단계 직접 SBIR을 수여했습니다. 이는 회사 기술을 검증하고 추가 자금 조달에 도움이 되었습니다. Space Fund와 Sam Altman(OpenAI의 유명 인물)의 투자로 프리시드 라운드가 150만 달러로 늘어났습니다.

캘리포니아 오클랜드에서 새로운 프로토타입을 개발해 마하 4.8 속도에 도달했습니다.

추가 자금으로 공군과 자본 조달이 이루어졌으며, 새로운 500만 달러 투자로 총 800만 달러가 확보되었습니다.

이 자금은 네바다 사막에 500미터 길이의 거대한 대포를 건설해 100kg 페이로드를 마하 5까지 가속시키는 데 사용될 것입니다. 네바다로 옮김으로써 테스트 안전성이 향상되고, 불안정하지만 더 강력한 수소 가스를 활용할 수 있게 됩니다.

목표는 여기서부터 지속적으로 반복 개발하는 것으로, “다음은 마하 6, 그 다음 마하 15, 그리고 마하 25”가 예정되어 있습니다.

경쟁 위치

In some way, SpaceX’s success is both a boom and a curse for Longshot and all the other space launch startups.

한편으로는 투자자들에게 이것이 수익성 있는 사업이 될 수 있음을 증명합니다. 이는 2012년에도 불가능하다고 여겨졌던 일입니다.

반면에 경쟁이 매우 치열해졌습니다. SpaceX는 과거 보잉과 같은 기업이 편안하게 “원가 플러스 계약”을 했던 상황을 이겨냈지만, 이제는 도달 기준이 훨씬 높아지고 지속적으로 어려워지고 있습니다.

따라서 SpaceX와의 경쟁은 킬로그램당 1,000달러, 혹은 전례 없는 500달러 수준의 발사 비용을 제공하는 로켓조차도 충분하지 않을 수 있음을 의미합니다.

이는 차별화가 필수적임을 의미합니다. SpaceX는 복잡하고 섬세한 페이로드를 실은 인간을 발사할 수 있지만, Longshot Space나 Spinlaunch와 같은 기업은 부피가 크고 단순한 페이로드를 목표로 할 수 있습니다.

우주 확장을 원한다면 이는 필수적이며, 이는 “The Future Space-Based Economy”에서 제시한 바와 같습니다. 또한 “Space-Based Energy Solutions For Endless Clean Energy”에서 논의한 바와 같이 전 지구에 전력을 공급할 대형 궤도 태양광 어레이를 건설하려면 수만 톤의 원자재가 필요합니다.

응용 분야

로켓 연료 보급

Assuming that Longshot could manage to send payloads to orbit at a cheap cost (<$100/kg), one application seems very straightforward: refueling Starship. So once again, SpaceX’s progress could boost some of its competition.

Longshot이 킬로그램당 100달러 미만의 저비용으로 페이로드를 궤도에 보낼 수 있다고 가정하면, 가장 직접적인 응용 분야는 Starship 연료 보급입니다. 따라서 SpaceX의 진전이 경쟁사에도 도움이 될 수 있습니다.

현재 Moon이나 Mars에 Starship을 착륙시키는 계획은 궤도에 남아 있는 Starship에 연료를 보급하기 위해 추가로 여러 대의 Starship을 보내는 데 의존합니다. Starship의 실제 페이로드에 따라, 달에 한 대의 Starship을 보내려면 총 15~30회의 발사가 필요합니다.

이는 각 Starship이 거의 비어 있는 상태로 궤도에 도착하고, 추가 연료를 실을 여유가 거의 없기 때문입니다. 최적 상황에서 각 Starship 발사 비용이 500만 달러(그리고 NASA에 청구되는 비용 포함)라고 가정하면, 달 착륙 전체 비용 중 연료 보급만으로도 1억~1억5천만 달러 이상이 소요될 것입니다.

대신 Longshot과 같은 시스템은 포탄 형태의 컨테이너를 궤도에 보낼 수 있습니다. 이러한 컨테이너는 전용 궤도 선박에 의해 포획되어 연료가 필요한 Starship으로 운반될 수 있습니다.

따라서 달 임무 연료 보급이 우주 대포의 최초 실용 사례이자 Longshot Space의 첫 상업 계약이 될 가능성이 있습니다.

원자재

Ultimately, Longshot space guns could be used to send into orbit any kind of material that is sturdy enough to survive the 100G acceleration.

이론적으로는 전자 제품(소비자용 포함)도 포함될 수 있지만, 실제 테스트가 필요합니다.

확실히 포함되는 것은 모든 종류의 원자재입니다. 발사 비용이 킬로그램당 10~100달러 수준이라면, 대량의 강판, 알루미늄, 폴리실리콘, 기본 전자 부품, 심지어 물이나 식품 등을 궤도에 보내는 것이 실현 가능해집니다.

예를 들어, 발사 비용이 킬로그램당 500달러 이하로 떨어지면 우주 기반 태양광 발전이 경제적으로 타당해질 수 있다는 연구가 있습니다.

그 후 이러한 물자는 우주 기반 자동화 공장에서 유용한 재료로 가공될 수 있습니다. 예를 들어 방사선 차폐(강철 및 물), 태양 전지판(폴리실리콘), 궤도 거울(알루미늄) 등이 있습니다.

이는 전반적으로 궤도 우주 정거장 및 우주 서식지의 비용을 급격히 낮출 것입니다.

화성 사이클러

Cheap bulk material in space could also be essential in building an Aldrin Conveyor / Cycler, or or Mars Cycler could be permanently orbiting so it comes regularly in the vicinity of both Earth and Mars.

출처: Ethan MacDonald

이렇게 하면 화성으로 오가는 사람들을 위한 영구 우주 정거장을 건설할 수 있습니다. 이 정거장은 두꺼운 방사선 차폐와 식량 생산 시설을 갖추고, 중력이 없음에도 사람들의 체력을 유지할 수 있도록 보다 넓고 편안한 생활 공간 및 스포츠 시설을 제공할 것입니다.

각각의 화성 여행마다 전체 차폐, 생명 유지 시스템, 식량 공급을 가속·감속해야 하는 부담을 피할 수 있습니다.

마이크로 위성

There is today a whole class of mini- and microsatellites weighing 10-180kg. This includes the CubeSats recently used to launch a cheap swarm of satellites.

출처: NASA

Ultimately, Internet-based satellites like the Starlink satellites (260kg) could maybe even be included in models that could be better launched with space guns than with rockets.

우주 무기

Militarizing space is a very hotly debated topic, which would breach several international treaties.

이는 케슬러 증후군, 즉 너무 많은 궤도 파편이 쌓여 인류가 지구에 고정되는 상황을 초래할 수도 있습니다.

그럼에도 불구하고 수십 혹은 수백 킬로그램 규모의 초저비용 페이로드 발사는 군사적 활용 가능성을 가지고 있습니다. 여기에는 반위성 무기, 초음속 미사일, 정찰 도구 등이 포함될 수 있습니다.

러시아, 이란, 중국과의 지정학적 긴장이 고조되는 상황에서 이는 사소한 문제가 아닙니다.

이러한 이유로 Longshot Space는 처음에 미국 공군으로부터 자금을 받았으며, 특히 트럼프 대통령 시절 미국이 공식적으로 군사 우주군(Space Force)을 창설한 이후입니다.

따라서 우주 대포는 포병 무기로서는 부적합하지만, 여전히 강대국이 장악하고자 할 중요한 군사 기술이 될 수 있습니다.

우주 인프라에 투자하기

Space is a very established industry experiencing a rebirth and explosive growth on the back of reusable rockets. We discussed how this would create whole opportunities in our article “Reusable Rockets To Create Multiple New Markets By Lowering Costs Drastically”.

The current space market is $443B, space tourism & hypersonic flight could add another $350B in revenues, to which can be added a forecast of satellite-based Internet worth $17B, as well as military applications and subsidized Moon bases, scientific projects, etc. And this is even while ignoring more speculative (but potentially very lucrative) ideas like asteroid mining.

You can invest in space-related companies through many brokers, and you can find on this website our recommendations for the best brokers in the USA, Canada, Australia, the UK, as well as many other countries.

If you are not interested in picking specific space-related companies, you can also look into ETFs like ARK Space Exploration & Innovation ETF (ARKX) or VanEck Space Innovators UCITS ETF (JEDI) to capitalize on the growth of the space sector as a whole.

우주 인프라 기업

1. Rocket Lab

Rocket Lab (RKLB ) 은 재사용 로켓 시장에서 가장 유력한 경쟁자 중 하나입니다. 이 회사는 처음에 소형 로켓에 집중했으며, 전자( Electron) 발사 시스템(페이로드 320kg)을 점진적으로 부분 재사용 로켓으로 전환하고 있습니다. 현재까지 Electron은 44번의 발사로 177개의 위성을 배치했습니다.

향후 Rocket Lab은 Falcon 9에 필적하는 중형 재사용 로켓인 Neutron을 개발하고 있습니다(완전 재사용 모드에서 LEO에 8,000kg, 화성 또는 금성에 1,500kg). Neutron은 메탄 연소 로켓 엔진(Starship과 유사)으로 구동될 예정이며, 이는 차세대 로켓의 트렌드가 될 것으로 보입니다.

이 회사는 완전한 수직 통합 위성 제조 프로세스로 비용과 설계 속도를 최적화하는 것이 특징입니다. 이로 인해 NASA 및 미국 정부와 다수의 계약을 체결했으며, 5억 1,500만 달러 규모의 군사 위성 계약 및 Globalstar를 위한 1억 4,300만 달러 규모의 민간 계약을 포함합니다.

Rocket Lab은 2022년 SolAero Technologies 인수 이후 위성을 위한 태양광 패널 주요 제조업체이며, 1,000개 이상의 위성이 이 패널을 사용하고 총 4MW 규모의 태양전지를 생산했습니다.

출처: Rocket Lab

현재 발사 시스템은 외부 공급업체에 의존하고 있지만, 일련의 전략적 인수를 통해 이를 변화시켜, 위성 설계 및 제조에서 이미 달성한 수직 통합을 발사 시스템에도 적용하려 합니다.

또한 회사는 지속적인 수익을 창출할 수 있는 통신 LEO 위성군 구축 가능성을 검토하고 있습니다. Varda Space Industries와의 협력을 통해 우주 내 제조 연구와 궤도 파편 검사를 지원하고 있습니다.

SpaceX가 엘론 머스크의 사업 감각으로 기술을 처음부터 개발한 반면, Rocket Lab은 연구개발과 인수를 결합해 필요한 기술을 수직 통합했습니다. 이는 위성 제조에서 매우 성공적이었으며, 현재는 재사용 로켓에도 이 전략을 적용하려 하고 있습니다.

위성 생산 및 Electron의 성공으로 확보된 현금 흐름을 고려할 때, Rocket Lab은 향후 수십 년 내에 대규모 추진 장치 등 인프라가 구축될 때까지 SpaceX를 따라잡을 유력한 후보입니다.

2. Virgin Galactic

The company was founded by Richard Branson and is focused on space tourism.

The tickets are in the $250,000-450,000 range, with a long waiting list. The first customers seem to be ecstatic with their experience:

“I always knew it was going to be the most extraordinary experience of my life. I always knew that. And people kind of told me it was going to be. But then when it is… and it’s on another level to the experience you thought you were going to have… then it’s very difficult to explain.”

“This has been the best day of my life, the most sensational day of my life. And you can’t get any better than that. It exceeded my wildest dreams.”

Virgin Galactic은 새로운 발사 시스템인 “Delta”를 도입해 승객 수를 4명에서 6명으로 늘리고, 월 1회에서 8회로 비행 횟수를 늘려 단위 경제성을 개선하고 있습니다.

이 두 가지 개선된 지표를 통해 Delta 셔틀당 회수 기간이 6개월 미만으로 단위당 매출이 12배 증가할 것으로 예상됩니다. Delta 비행 테스트는 2025년 중반에 예정되어 있습니다.

출처: Virgin Galactic

Markets were concerned when it was announced that Branson would not invest further into Virgin Galactic. Especially following the layoff of 185 employees and a pause of space flights in 2024, to wait for the arrival of the Delta shuttle and reduce cash burn speed.

그럼에도 불구하고 Virgin Galactic은 2025~2026년까지 운영할 충분한 현금을 보유할 것으로 전망됩니다. 따라서 Delta 비행 시스템 개발이 순조롭게 진행된다면(항공우주 산업에서는 위험 요소), 회사는 현금 흐름을 재개하고 성장시킬 수 있으며, 2026년까지 현금 흐름을 플러스로 전환할 수 있을 것입니다.

(Virgin Galactic은 Virgin Orbit과 다르다는 점에 유의해야 합니다. Virgin Orbit은 2023년 4월 파산 신청을 했으며, 소형 위성 발사 서비스를 제공했으며, Rocket Lab이 해당 회사의 롱비치 시설, 제조 및 공구 자산을 인수했습니다).

최근 Virgin Orbit의 파산과 리처드 브랜슨 창업자의 Virgin Galactic과의 거리두기는 투자자들 사이에서 회사 이미지에 타격을 주었으며, 2023년과 2024년에 주가가 급락했습니다.

주식 자체에 대한 신중한 접근이 강력히 권장됩니다.

동시에 기존 고객 만족도, 수익성 있는 설계(Delta 셔틀) 계획, 그리고 잠재 고객의 긴 대기자 명단은 추가 자금 조달 없이도 회사가 여전히 지속 가능함을 보여줍니다.

Delta급 셔틀을 충분히 빠르게 운용할 수 있다면, 현재 Delta 제조 공장은 완공되었으며 2025년 1분기에 건설이 시작될 예정입니다.

많은 것이 Delta 셔틀의 개발, 제조, 운영 성공과 2025년 말 이전에 이를 달성하는지에 달려 있습니다.

이 경우, 훨씬 낮은 기업 가치는 투자자들이 할인된 가격에 주식을 매입할 기회를 제공할 것입니다.