생각신문 24.05.07.

 

소행성 채굴 전쟁

아스트로보틱

비만약 개발에 뛰어드는 국내 제약사

 
소행성은 니켈, 코발트, 백금 등 각종 광물로 가득차 있다. 경제적 가치 1000경달러. 주인없는 미래먹거리를 찾아 헤매고 있다. 먼저 선점하는 사람이 주도권을 갖는다. 미국은 달, 소행성까지 장악하고 싶어한다. 
 

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소행성 채굴 전쟁

미국 항공우주국(NASA)이 지난해 10월 스페이스X의 팰컨헤비 로켓에 실어 우주로 보낸 소행성 탐사선 프시케(Psyche). 소행성 ‘16프시케’를 채굴하러 떠난 이 탐사선은 달과 지구 간 거리의 약 1만 배인 36억㎞를 날아 2029년 9월 도착할 예정이다.

6일 우주업계에 따르면 철을 비롯해 니켈, 코발트, 백금 등 각종 광물로 가득 찬 이 소행성의 경제적 가치는 1000경달러. NASA와 미국 애리조나주립대 연구진이 추정한 수치다. 국제통화기금(IMF)이 밝힌 지난해 세계 경제 규모 105조달러의 9500배에 달한다.

우주 대항해 시대, 21세기판 골드러시 시대가 열렸다. 16프시케의 가치는 우주가 가진 상상하기조차 힘든 잠재력의 단면에 지나지 않는다. 셀 수 없을 정도로 많은 기술과 산업의 파괴적 혁신이 우주에서 비롯되고 있다.

세계 최고 재력가인 일론 머스크 스페이스X 창업자, 제프 베이조스 블루오리진 창업자가 우주로 발걸음을 재촉하는 이유다. 재사용 로켓인 팰컨9·팰컨헤비 개발로 전 세계 우주산업 패권을 쥔 머스크는 달과 화성에 인류 거주지를 세우는 사업을 차근차근 실행하고 있다.

베이조스는 기후 재앙을 막기 위해 오염물질 배출 제조 시설을 모두 우주로 옮겨야 한다며 저궤도에 첨단 공장을 짓는 데 한창이다.

지구 반대편으로 1시간 안에 가는 여객기도 머잖아 등장할 전망이다. 스페이스X는 지난 3월 스타십 3차 발사에서 초대형 발사체 슈퍼헤비의 재사용 성능을 처음 입증했다. 슈퍼헤비에 항공기를 얹으면 로켓 여객기가 된다. 현존 여객기의 20배 이상 속도를 낼 수 있다. 미국 국방부와 공군은 지난 몇 년간 연구 끝에 로켓 여객기를 지구에서 사용할 수 있다고 결론 내렸다.

현재 수m에서 수십m에 이르는 위치정보시스템(GPS) 오차를 ㎝ 단위로 줄일 열쇠도 우주에 있다. 500㎞ 저궤도 위성은 현재 2만㎞ 중궤도에 떠 있는 GPS 위성보다 1600배 강한 항법 신호를 보낼 수 있어 오차가 획기적으로 줄어든다. 지구 어떤 곳에서도 끊기지 않는 차세대 초고속 통신도 저궤도 위성으로 완성될 전망이다.

태양광을 우주에서 24시간 365일 내내 모아 전기로 변환해 지구로 보내는 프로젝트도 시작됐다.

인터넷, GPS 등 인류 삶을 바꾼 기술의 산실인 미국 국방고등연구계획국(DARPA)은 세계 최대 방위산업 기업 중 하나인 노스럽그루먼과 함께 달 남북을 가로지르는 철도 건설을 추진하고 있다. 경제적인 핵융합을 가능케 할 것으로 기대되는 ‘마법의 광물’ 헬륨3를 실어 나르기 위해서다.

찌그러진 감자 닮은 소행성 '프시케'…프시케만큼 천문학적 광물 묻힌 '달'

프시케 탐사선. NASA 제공

우주 자원을 둘러싼 골드러시가 숨 가쁘게 이어지고 있다. 미국 항공우주국(NASA)은 ‘프시케(Psyche)’ 탐사선 발사로 우주 자원 개발의 새 역사를 썼다. 소행성 채굴이 먼 미래라면 달 자원 탐사는 눈앞에 다가온 현실이다. NASA는 달의 자원 수송을 위해 달 철도 및 도로 인프라 구축에 박차를 가하고 있다.

6일 과학계에 따르면 NASA와 애리조나주립대 연구진은 지난해 10월 미국 플로리다주 케네디우주센터에서 프시케 탐사선을 발사했다. 탐사선은 22억 마일(36억㎞)을 비행해 2029년 9월 목표 지점에 도착한다. 이후 26개월 동안 소행성 주변을 돌며 구성 물질과 중력, 밀도 측정 임무를 수행한다. 발사된 지 183일(2024년 4월 14일 기준)이 지난 탐사선은 현재 지구로부터 약 1.5AU(우주거리단위·1AU=1억4960만㎞) 떨어진 우주 망망대해에서 화성 중력의 도움을 받아 소행성 궤도에 진입하기 위해 시속 7만4520㎞(20.7㎞/s)로 비행하고 있다. 이미 지구를 5600바퀴를 이동한 것과 같은 거리를 날아간 것이다.

프시케는 화성과 목성 사이를 지나는 지름 226㎞의 금속 소행성이다. 철을 주성분으로 니켈 코발트 백금, 그리고 미지의 광물로 가득 차 있을 것으로 추정된다. NASA와 린디 엘킨스-텐튼 애리조나주립대 교수는 프시케에 묻힌 자원의 가치가 최대 1000경달러에 달할 것이라고 계산했다. 엘킨스-텐튼 교수는 “프시케로 인해 인류는 지금껏 본 적 없는 새로운 세계를 만나게 될 것”이라고 말했다.

태양계에 존재하는 150만 개 소행성 중 금속 소행성은 단 9개에 불과하다. 프시케는 그중 크기가 가장 크다. 가장 넓은 부분의 지름은 약 280㎞다. 서울과 광주의 직선거리와 비슷하다. 모양은 찌그러진 타원형으로, 감자와 닮은 모양일 것으로 추정된다. NASA가 얼음이나 암석이 아니라 금속 행성 탐사에 나선 것은 이번이 처음이다.

소행성의 경제적 가치를 알아본 국가들은 한참 전부터 발 빠르게 나섰다. 룩셈부르크는 2017년 기업이 채굴한 우주 자원에 대해 소유권을 인정하는 ‘우주자원법’을 제정했다. 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)는 탐사선 하야부사 2호로 소행성 표본을 수집하고 있다. 아랍에미리트(UAE)도 2034년 소행성 탐사에 나서겠다는 계획을 밝혔다. 민간에선 미국 아스트로포지가 금속 소행성 채굴 기업으로 가장 앞서가고 있다. 스페이스X와 NASA 출신 과학자들이 2022년 1월 설립한 이 회사는 레이저로 소행성 표면의 물질을 증발시킨 뒤 증기 속에서 이를 다시 채집하는 기술을 개발했다.

한국의 소행성 연구는 전무한 수준이다. 소행성 채굴을 목표로 하는 민간 기업은커녕 국가 주도 연구도 지지부진하다. 2022년 국방과학연구소(ADD) 등이 ‘아포피스’ 소행성 탐사를 추진했지만, 경제성이 없다는 이유로 과학기술정보통신부와 기획재정부의 예비타당성조사에서 탈락했다.

달 채굴은 눈앞에 다가온 현실이다. 달에는 희토류와 헬륨3 등의 광물이 풍부하다. 프시케만큼의 어마어마한 경제적 가치가 있다는 데 이견이 없다. 현재 기술적 추세라면 10년 내 지구로 자원을 가져오는 것이 가능하다는 게 전문가들의 중론이다. 미국 국방고등연구계획국(DARPA)은 지난달 21일 달 자원 운반을 위해 미국 최대 방위산업 기업인 노스럽그러먼과 달 남극과 북극을 가로지르는 철도를 건설하겠다고 발표했다. 이 철도는 DARPA가 지난해부터 추진 중인 우주 경제 프로젝트 ‘루나-10’의 일환이다.

달 표면을 이동하는 차량인 월면차(LTV) 사업 속도도 빨라지고 있다. 기차와 월면차 ‘투 트랙’으로 달 자원을 동시에 채굴하겠다는 것이다. NASA는 달 자원 수송을 위한 월면차 제작 후보 기업 세 곳을 지난달 선정했다.
 

아스트로보틱

미국 펜실베이니아주 피츠버그의 링컨 애비뉴. 어두운 적색 계열의 건물과 공장이 즐비해 을씨년스러운 느낌이 가득한 곳이다. 러스트 벨트(제조업 쇠락 후 도시 공동화)의 상징과도 같은 이곳엔 도시 분위기와 정반대로 세계에서 가장 앞선 우주 기술을 개발하는 기업이 있다. 미 항공우주국(NASA)이 전폭적으로 지원하고 있는 테크 기업 아스트로보틱이다.

이 기업은 세계 최고 이공대 중 하나로 피츠버그가 자랑하는 카네기멜론대가 배출했다. NASA의 상업용 달 탑재체 운송 서비스(CLPS·클립스) 1호 기업으로 지난 1월 세계 최초로 민간 달 탐사선 ‘페레그린’을 쏘아올렸다. 한국경제신문은 2월 22일 아스트로보틱 피츠버그 본사를 방문했다. 이날은 역시 CLPS에 참여하고 있는 기업 인튜이티브머신스가 세계 두 번째 민간 달 탐사선 ‘오디세우스’를 발사한 날이다.

아스트로보틱이 인튜이티브머신스에 앞서 1월 발사한 페레그린은 연료 누출 문제로 실패했다. 이번 시행착오를 토대로 내년에 더 큰 임무에 재도전하기로 했다. NASA의 로버 바이퍼(이동 가능한 탐사 로봇)를 싣고 달에 착륙하는 미션이다. 페레그린보다 네 배 더 큰 탐사선 ‘그리핀’에 바이퍼를 싣고 우주로 떠난다.

아스트로보틱 본사에 들어가면 바로 마주치는 곳이 그리핀 개발에 한창인 연구실이다. 누구나 볼 수 있게 개방했다. 그리핀 본체는 알로이 알루미늄 합금으로 이뤄져 있다. 700파운드힘(lbf)을 갖는 5개 메인 엔진, 그리고 자세제어시스템(ACS)과 연동된 12개 보조 엔진으로 달까지 날아가 목표 지점에 착지한다. 하이드라진(질소와 수소 화합물) 계열 연료와 산화제를 쓴다.

유도항법제어(GNC) 시스템은 페레그린과 동일하다. GNC는 우주선의 운행과 착지에서 가장 중요한 역할을 한다. 일련의 센서에서 데이터를 받아 위치와 자세, 속도 등을 지구 관제센터와 함께 실시간 보정한다. 우주 공간의 등대 역할을 하는 별 추적기, 태양 센서와 관성측정장치 등이 GNC를 구성한다. 본체를 둘러싼 태양전지가 태양 쪽으로 잘 향하도록 조정하는 역할도 담당한다. 페레그린은 1월 우주 항해 과정에서 갑자기 밸브가 열리면서 연료가 누출돼 결국 궤도를 이탈했다.

실험실 한쪽에선 그리핀에 장착할 센서 테스트가 한창이었다. 달에 착륙할 때 아래 지형에 크레이터 등이 어디 있는지 파악해 안전한 착륙을 돕는 센서다. 달 주변 공간을 모두 좌표로 변환해 핀포인트 랜딩이 가능하게 센서를 개발하고 있었다. 아스트로보틱은 캘리포니아에 있는 NASA 제트추진연구소, 텍사스에 있는 NASA 존슨스페이스센터와 함께 착륙 가능성을 획기적으로 높일 기술(OPAL)을 개발 중이다. 전력 시스템은 페레그린보다 강화했다. 모든 시스템과 탑재체에 직류 28V를 공급할 수 있는 우주 전용 리튬이온 배터리를 장착했다. 이와 함께 심우주 미션에서 성능이 검증된 갈륨·인듐·인, 갈륨비소, 게르마늄을 접합한 태양광 패널을 썼다.

다른 쪽에선 월면토에 가깝게 만든 모사토를 깔고 로버를 테스트하고 있었다. 달과 물리, 화학적으로 같은 환경에서 로버 운행 능력을 확보해야 하기 때문이다.

연구실 주변엔 탁 트인 사무실이 넓게 펼쳐져 있다. 탐사선 궤도, GNC 등과 관련된 수학식을 보드에 빼곡하게 적어 놓고 연구에 몰두하는 직원이 많았다. 보드엔 그리핀, 바이퍼와 연관된 도면이 으레 있었다. 자유로운 복장을 한 채 주머니에 손을 찔러넣고 기술 이슈 토론에 열중하는 직원들도 보였다. 전형적인 미국 테크기업의 풍경이다.

물과 자원 등을 찾는 바이퍼 미션 이후 아스트로보틱이 NASA와 함께 그리는 야심 찬 그림이 있다. 달에서 송전 가능성을 검증하는 ‘루나 그리드’ 프로젝트다. 가로·세로·높이가 6U(1U=10㎝)인 큐브 로버에 태양광 패널을 탑재하고 모선(착륙선)에서 1㎞ 떨어진 곳까지 내보낸 뒤 유선으로 1㎾의 전력을 보낼 수 있는지 확인하는 것이 목표다. 달에 유인 기지를 건설하려면 송전망이 필수다. 루나 그리드가 성공하면 20m 높이의 수직 태양광 건물을 세워 발전소를 짓는 후속 프로젝트 ‘VSAT’이 시작된다. 아스트로보틱 관계자는 “루나 그리드는 달에 송전망을 건설하는 원대한 계획의 첫걸음”이라고 했다.
 
 
 

비만약 개발에 뛰어드는 국내 제약사

국내 제약사들이 비만약 개발에 속속 뛰어들고 있다. 제약산업의 패러다임을 바꿀 정도로 급성장 중인 비만약 틈새시장을 공략하기 위해서다. 한미약품과 동아에스티 등이 임상 속도를 높이는 가운데 위식도역류성 치료제 신약으로 승승장구하고 있는 HK이노엔도 도전장을 냈다. 주사제형을 경구용·패치형으로 개량하거나 해외 기술 도입으로 개발 단계를 단축하는 등 차별화 전략을 펴고 있다.

한미약품·HK이노엔, 속도 경쟁

6일 업계에 따르면 HK이노엔은 중국 바이오 기업 사이윈드바이오사이언스에서 글루카곤 유사 펩타이드(GLP)-1 계열 ‘에크노글루타이드’를 도입했다. 이는 중국에서 임상 3상 중인 물질이어서 빠르게 개발될 것으로 전망된다.

첫 국산 비만약은 한미약품에서 나올 것으로 기대된다. 임상 개발 속도가 가장 빠르기 때문이다. 지난 1월 성인 비만 환자 420명을 대상으로 GLP-1 계열 약물인 ‘에페글레나타이드’의 국내 임상 3상을 시작했다. 2026년 상반기 임상을 마무리하고 3년 안에 상용화하는 것이 목표다. 한미약품은 2월 또 다른 비만약 후보물질 ‘HM15275’의 임상시험계획(IND)을 식품의약품안전처에 신청했다. 현재 가동 중인 비만 프로젝트만 총 5개다.

동아에스티는 미국 자회사 뉴로보파마슈티컬스를 통해 비만약 후보물질 ‘DA-1726’의 글로벌 임상 1상을 진행하고 있다. 유한양행은 2019년 베링거인겔하임에 최대 1조1000억원 규모로 비만약 후보물질 ‘YH25724’를 이전했다. 올해 임상 1상이 마무리될 예정이다.

경구용·패치형으로 차별화

비만약 시장은 제약산업의 최대 격전지다. 일라이릴리와 노보노디스크가 주도하는 이 시장에 미국 머크(MSD), 아스트라제네카, 로슈, 암젠 등이 뛰어들었다. 글로벌 제약사와 맞대결하기 어려운 국내 제약사는 경구용, 패치형 등으로 차별화하고 있다.

국내에서는 경구용 제품이 개발되고 있다. 기존 피하주사 형태인 비만약보다 투약 편의성을 높여 시장을 파고들겠다는 전략이다. 일동제약은 자회사 유노비아를 통해 캡슐 형태의 먹는 비만약을 만들고 있으며, 지난해부터 임상 1상을 하고 있다. 바이오벤처 디앤디파마텍은 글로벌 제약사 멧세라와 손잡고 경구용 비만약을 개발 중이다. 노보노디스크와 일라이릴리도 경구용 비만약 임상에 들어갔다. 경구용 비만약이 시장 판도를 또 한 번 바꿀 것이라는 전망이 나온다.

주사제를 패치형으로 개발하는 곳도 있다. 마이크로미터(㎛·1㎛는 100만분의 1m) 두께의 미세한 바늘을 패치에 붙여 피부로 약물을 전달하는 기술이다. 대웅제약은 올해 패치형 비만약의 임상 1상을 시작한다. 2028년 상용화가 목표다. 대원제약은 마이크로니들 전문기업 라파스와 공동으로 패치형 비만약 ‘DW-1022’를 개발하고 있다. 3월 국내 임상 1상을 승인받았다.

전 세계 비만약 임상 2000건 넘어

비만약 시장은 신약 개발 역사상 가장 빠르게 성장하고 있는 것으로 평가된다. 골드만삭스에 따르면 글로벌 비만약 시장은 지난해 8조원에서 2030년 약 136조원 규모로 커질 예정이다. 지난해 위고비와 젭바운드 매출이 각각 39조원, 19조원이었다는 점을 감안하다면 이 수치는 더 상향될 수 있다는 게 업계의 시각이다.

미국 국립보건원(NIH)이 운영하는 임상정보 등록 사이트에 따르면 전 세계적으로 진행 중인 GLP-1 계열 약물 임상은 2000개 이상이다. 임상 3상 이상 단계도 100개가 넘는다. 그만큼 시장 경쟁이 치열할 것이라는 방증이다.

위고비와 젭바운드 등 출시된 비만약이 공급난을 겪고 있는 것은 후발주자에게 기회라는 분석도 제기된다. 업계 관계자는 “거대한 규모로 성장하는 비만약 시장에서 후발주자에게도 기회가 있을 것”이라며 “환자의 편의성과 가격 경쟁력 등 차별화되는 요소를 갖춰야 한다”고 말했다.