뉴스페이스(New Space) 시대는 우주 산업의 상업화와 민간 기업들의 우주 시장 참여가 가속화되는 새로운 국면을 의미한다. 발사 비용 절감으로 위성 시장 역시 고가의 대형 위성에서 저비용 소형 위성 중심으로 빠르게 변화하고 있다. 최근 국내에서도 소형 위성 제작을 전문으로 하는 기업과 대학 연구팀의 활약이 활발히 보도되고 있을 만큼 소형위성 기술은 이미 우리 일상에 가까이 다가와 있는 셈이다. 그런데 인공위성이라면 반드시 필요한 핵심 부품이 하나 있다. 특히 뉴스페이스 시대의 소형위성 제작 급증으로 인해 수급 불균형과 가격 상승이 심화되고 있는 부품이다. 바로 우주와 같은 극한 환경에서도 안정적으로 작동해야 하는 '우주 태양전지'이다.

우주에서 임무를 수행하는 인공위성의 가장 현실적인 에너지원은 태양광 발전이 가능한 우주 태양전지이다. 이 태양전지는 강력한 우주 방사선과 극심한 온도 변화 속에서도 견딜 수 있어야 하며, 매우 제한된 공간에서 최대한의 전력을 생산할 수 있는 고신뢰성·고성능의 기준을 충족해야 한다. 따라서 우리가 일상에서 주로 보는 결정질 실리콘 태양전지와는 다른 종류인 III-V계(주기율표 3족과 5족 물질의 화합물, 대표적으로 GaAs) 다중접합 태양전지가 이용된다.

III-V계 우주 태양전지는 고가의 Ge(게르마늄) 웨이퍼 위에 2~3개의 III-V계 태양전지를 적층한 다중접합 구조로, 제조 공정이 복잡하고 시간이 오래 걸리는 데다 가격도 매우 고가이다. 더욱이 큰 문제는 이러한 기술이 소수의 국가와 기업에 의해 과점되고 있다는 점이다. 최근에는 안보 이슈로 인해 수출 통제까지 강화되면서, 위성 제작 업체들은 높은 비용뿐만 아니라 필요한 시점에 태양전지를 확보하지 못하는 이중고까지 겪고 있다.

산업적이든 안보적이든, 국산 우주 태양전지 기술의 개발과 자립화는 지금 그 어느 때보다 중요하다. 특히 III-V계 태양전지 분야는 시장 진입 장벽이 이미 매우 높아진 상황이다. 최근 소형위성의 활용이 확대됨에 따라, 소형 위성의 수명과 성능에 최적화된 초경량 박막 태양전지 기술이 주목받고 있으며, 국산화를 통해 적기 공급과 비용 절감이 가능할 것이라는 기대가 커지고 있다. 더 이상 해외 독과점 부품에 의존하는 구조 속에서 우리의 우주 경제를 맡길 수는 없다. 적극적인 연구개발과 전략적 투자를 통해 국산 우주 태양전지 기술을 확보하고, 대한민국 우주 산업의 지속 가능하고 독립적인 미래를 준비해야 할 시점이다.

*기사링크 : [시선] 뉴스페이스 시대, 우주 태양전지 수급 위기 - 국산화가 길이다 < 시선 < 오피니언 < 기사본문 - 충청투데이