[디펜스기고]효율적인 군 위성사업을 위한 과제

최종수정 2022.04.09 06:58 기사입력 2022.04.09 06:58



[전완기 한국항공정책연구소 이사장]신우주(뉴 스페이스) 시대를 맞이해 소형위성들이 각광을 받고 있다. 극한의 우주환경에서 작동할 수 있는 위성체, 소재, 부품 및 탑재 장비들이 보편화 되고, 이런 위성들을 대량으로 지구궤도에 올릴 수 있는 스페이스엑스 등 라이드쉐어 방식을 제공하는 발사체계들이 성공을 거두면서 기존의 국가 주도 연구소에만 국한되어 있던 우주발사체와 위성에 더 쉽게 다가갈 수 있게 되고 민간주도의 다양한 사업들이 가능하게 된 것이다.


소형위성은 100kg전후의 초소형, 10kg 미만의 극초소형, 1kg미만의 나노위성 또는 큐브위성등이 있는데, 이 중에서도 나름대로 고기능의 장비를 탑재하고 지구 저궤도에서 효과적인 임무를 수행할 정도의 전력, 추진, 통신시스템을 갖춘 100kg 전후의 초소형위성이 실용성 측면에서 본격 개발되고 있다. 이런 초소형위성은 대부분 지구 상공 550km 고도의 지구 저궤도에서 하루 15번 정도 지구를 돌면서 맡겨진 임무를 수행하고 있는데, 이런 위성의 장점은 지표면 동일한 지점을 하루에 한 번씩 반복해서 지나며 그 지역에서 필요한 측정 관찰 등의 임무를 수행할 수 있다는 장점을 갖고 있다.


이런 초소형 위성에 가장 적합한 임무와 이런 임무를 수행할 수 있는 장비가 바로 SAR(Synthetic Aperture Radar ·합성개구레이더) 위성이라고 할수 있다. 고속으로 이동하는 관측대상이나 관측주체의 속도에 따라, 레이다의 송신과 수신간의 시간차와 이동위치변화를 측정해 마치 커다란 안테나를 통해 해상도를 얻는 것과 같은 효과를 낼 수 있다.


SAR 레이다는 주로 X밴드부터 S밴드까지의 주파수 영역대에서 전자파를 발사해 반사되어 오는 전자파를 수신, 분석해 상당한 해상도까지 영상 데이터를 확보를 가능하게 해 준다. 특히 이런 능동적인 레이다송수신을 활용할 경우, 지상의 기상상황이나, 밤낮의 구분이 없이 영상정보를 확보할 수 있다는 측면에서 전자광학카메라 같은 수동적 관측장비에 비해 상당한 장점을 갖고 있다. 하루 1회 이상 지구표면의 동일지역을 지나는 위성들을 여러개 군집형태로 시간차별로 동일 궤도에 위치할 경우, 배열된 위성의 수에 따라 지구표면의 특정 지점을 수시간 또는 수십분대 의 재방문 주기로 관측할 수 있고, 이를 통해서 지표상의 변화나 인공적 사물들의 위치 변화를 시간에 따라 관찰 측정할 수 있는 것이다.


이러한 SAR 소형위성의 군집배열을 활용한다면, 홍수, 산사태, 해일 등의 자연재해는 물론, 자국영해에서의 불법조업선박 감시, 항만의 물동량변화 등의 인위적인 변화를 관측할 수 있게 된다. 이러한 민간분야보다 특히 SAR 초소형 군집위성 운영이 관심을 끄는 이유는 국가안보에 관한 이 기능의 장점 때문일 것이다. 북한 미사일발사체의 이동이나, 신포항 해군기지 잠수함들의 이동, 서해 미사일기지나 영변핵처리시설 주변의 차량이나 인공물들의 변화를 거의 실시간으로 관측할 수 있다는 것은, 우리나라 정보자산의 질과 양에 있어 획기적인 기능향상이 가능하게 되는 것이다. 물론 이러한 기능은 금강사업 자산을 통해 어느 정도 확보하고 있지만, 24시간, 3년 이상의 기간 동안 우주에서 작동하는 군집위성에는 비할 바가 되지 못한다. 바로 이 때문에, 정부는 향후 10년 안에 이러한 SAR 초소형위성을 40여기 이상 저궤도에 쏘아 올리겠다는 SAR초소형 군집위성 사업을 중기계획에 포함시켜 본격적인 사업 준비를 하고 있다. 특히, 뉴스페이스 시대에 맞게, 국내 위성산업계의 생태계를 획기적으로 발전시키며, 국내업체와 능력 주도로 동 사업을 추진하겠다는 것이 정부와 소요처의 복안이다.


하지만, 이를 실현하기 위해서는 앞으로 넘어야 할 산들과 확보해야 할 기술 및 경험들이 아주 많다. 지금껏 우리나라는 한국항공우주연구원(KARI)와 국방과학연구소(ADD)를 주도로 위성체 및 탑재장비 기술을 개발하고 축적해 왔다. 뉴스페이스 시대에 걸맞게 이러한 기술과 경험을 점차로 민간산업체에 이전하면서 앞으로 우주사업들은 민간주도로 진행하겠다는 것이 정부와 산업계의 복안이다. 중형위성이나 천리안 위성사업들을 통해 다목적 위성들을 개발해 온 저력이 있는 만큼 충분히 가능하다는 것이 정부와 산업계의 생각이다.


하지만, 이러한 소품종 고가 위성을 수년에 걸쳐 설계하고, 각 부품과 탑재장비들을 선정해 체계 개발하면서 엄청난 개발비를 투자하는 방식과, 뉴 스페이스 시대에 맞는 소형위성들의 개발, 조립, 군집운영과 이런 SAR 위성을 통해 획득하는 레이다이미지를 실용가능한 데이터 정보로 보정하는 기술과 경험에는 상당한 차이가 있다.


특히 SAR 소형위성의 가장 중요한 SAR 안테나와 이의 집적 최소화 기술이나, 군집으로 운영되는 위성들 간의 위치정보, 통신, 그리고, 여러 위성이 빠른 재방문 주기를 통해 획득한 엄청난 양의 영상들을 처리할 수 있는 인공지능이나 소프트웨어 처리 기술들은 아직 우리가 완전히 확보하지 못한 기술이며 경험들이다.


하지만, 25년전 국산 고등훈련기 T-50을 처음 개발하면서 그랬듯, 우리는 쉽지 않은 일이지만 해보겠다고 도전장을 내밀었다. 그러나 항공부분의 능력과 기술을 확보하기 위해서는 엄청난 정부예산이 투하되었고 사반세기라는 시간이 걸렸는데, 당장 국가안보를 위해 소중한 SAR초소형위성 정보자산을 확보하기 위해 유사한 시간과 비용이 소요되면 안 될 것이다.


항공방산부분의 다국적 거대산업체와 기술이전과 제3국 수출에 제약을 두고 있는 미국과의 협력 이외에도 이제 뉴스페이스를 통한 기술과 사업협력파트너의 선정에는 여러 선택이 가능해졌다. 우주산업 선진국에서는 주요 기술 및 사업에 진출한 많은 스타트업 기업들을 볼 수 있다. 이런 업체들과의 선택적인 협력을 확보한다면, 비용과 시간의 위험부담을 최소화 하고, 위성체, 탑재장비들을 국제협력 또는 국제공동개발 형태로 진행하며 기술의 자립과 함께 국제사업의 공동진출이라는 우리가 지금까지 여러 다른 산업분야에서 이룩한 일들을 또 다시 위성분야에서 이룩할 수 있을 것이다.



양낙규 군사전문기자 if@asiae.co.kr <ⓒ경제를 보는 눈, 세계를 보는 창 아시아경제(www.asiae.co.kr) 무단전재 배포금지>

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