美 우주군 2170억 원자로 발주…차세대 우주선 '핵분열 추진' 전환

미국 우주군이 2026년 9월 캘리포니아 핵분열 에너지 기업 안타레스와 1억 6100만 달러(약 2171억 원) 규모 우주용 원자로 개발 계약을 체결했다.
비즈니스와이어는 2026년 9월 11일(현지시각) 안타레스가 공군 우주획득통합 담당 사무국으로부터 전략적 돌파구 계약을 수주했다고 보도했다. 이번 계약은 우주 궤도 기동 제약을 없애고 차세대 군사 위성의 고전력 수요를 충족하려는 조치이며, 한국 항공우주와 원자력 산업계에는 차세대 우주 기동용 원자로 규격을 확보해야 하는 과제를 던진다.


안타레스는 이번 계약을 통해 지상용 초소형 원자로 기술을 우주용으로 개조한 모델 R1-S의 지상 핵연료 실증에 착수한다.
지상 실증을 끝내면 발사 전 비행 인증 절차를 밟아 우주선 본체와 통합한다. 전기 생산이 가능한 후속 모델 Mark-1을 활용해 지상과 우주를 잇는 운용 자산에 전력을 공급하는 시험 과제도 동시에 진행한다. 계약 기간과 세부 단가 구성은 외신에 공개되지 않았다.

R1-S는 기계 구동 부품 없이 액체 나트륨 열파이프로 열을 전달하는 냉각 구조를 갖췄다. 핵연료는 삼중 코팅 구형 방식인 TRISO를 채택해 고온 환경 내구도와 안전성을 높였다.

태양광 발전이 불가능한 심우주 환경과 고기동 궤도 자산에서 고성능 연산 장치, 지향성 에너지 장비, 전자기전 체계에 끊김 없이 전력을 공급하는 원천이다. 조던 브램블 안타레스 최고경영자는 "핵분열은 오늘날 불가능한 전략 역량을 열어줄 것"이라고 말했다.


안타레스는 2026년 6월 4일 아이다호 국립연구소에서 미국 에너지부 원자로 파일럿 프로그램 승인을 받아 초기 모델 Mark-0의 무출력 연료 임계 실증시험을 통과하며 초기 임계에 도달했다. 에너지부 파일럿 프로그램 승인을 거친 고급 원자로 중 민간 기업이 임계 실증을 마친 첫 사례다.
전기 생산 모델인 Mark-1은 밀폐형 질소 브레이턴 순환 전력 변환 체계와 결합해 2027년에 6개월 넘게 시험 가동을 거친다. 시험을 마친 뒤 2028년부터 미국 군사 기지에 초기 배치를 시작하는 계획이다.

안타레스 투자 유치 규모는 비즈니스와이어 보도 기준 1억 4000만 달러(약 1888억 원) 이상이며, 페이로드스페이스가 보도한 2026년 7월 시리즈 C 유치액 4억 7000만 달러(약 6338억 원)를 더하면 누적 총액은 6억 달러(약 8091억 원)를 웃돈다.

이번 계약은 트럼프 행정부 행정명령 14369호와 국가안보기술각서(NSTM-3)가 수립한 미국 우주 원자력 국가 이니셔티브 일정에 맞춰 진행된다. 상위 정책 지침은 2028년까지 우주에 원자로를 발사하고 2030년까지 달 표면에 원자로를 설치하는 목표를 담고 있다.

미국 우주군의 이번 사업 추진은 궤도 위성과 우주 탐사선 전력 체계가 화학 에너지와 태양광 중심에서 핵분열 전력망으로 이동함을 보여준다. 한국원자력연구원과 협력해 마이크로원자로 연구를 수행하는 중공업계와 우주선 조립 기술을 보유한 항공우주 체계 기업들이 기술 영향 경로에 놓여 있다.

미국이 국방 우주 원자로 규격을 TRISO 연료와 나트륨 열파이프 냉각 구조로 표준화하면, 기존 경수로 위주 기술 기반을 보유한 한국 공급망은 부품 호환성과 설계 인증 과정에서 상당한 진입 장벽에 직면하게 된다.

미 국방혁신단과 우주군이 세부 공급망 제안요청서를 구체화하면 한국 부품 기업의 간접 납품 기회가 타진될 가능성이 있다. 반면 안타레스의 R1-S 지상 핵연료 실증이 열전달 불균형이나 우주 발사 진동 시험 문턱을 넘지 못해 비행 인증을 획득하지 못하면, 미국 주도 우주 원자로 배치 일정은 조정 국면을 맞을 수 있다.

향후 2027년 착수할 Mark-1 장기 시험 운전 데이터와 R1-S 우주선 결합 단계에서 산출되는 고온 열파이프 안정성 정량 지표가 규격 성패를 가른다. 궤도 비행 인증 통과 여부가 글로벌 우주 원자력 시장 규격의 조기 안착을 결정짓는 핵심 분기점이다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com