대기권 떠도는 군사용 인공위성

[아시아경제 양낙규 기자]지난 18일 한국은 세계 4번째로 상용위성 아리랑 3호를 성공적으로 발사했다. 아리랑 3호 발사 성공으로 한국은 상용 서브미터급 위성을 가진 미국, 유럽, 이스라엘에 이어 세계 4번째로 국가로 이름을 올렸다.

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아리랑 3호의 해상도는 70cm다. 가로, 세로 70cm인 지상 물체를 위성이 판별해낼 수 있다는 뜻이다. 아리랑 3호는 중형차와 소형차를 구분하고 도로에 그려진 교통표지를 구분할 수 있다. 건물과 도로를 겨우 분간했던 아리랑 1호보다 89배, 버스와 승용차를 구분했던 아리랑 2호보다 2배 이상 정밀한 셈이다.

하지만 아리랑 2~3호만으로는 한국의 지상관측 능력은 '반쪽'에 불과하다는 지적도 있다. 가시광선을 감지하는 아리랑 2·3호는 밤이 되거나 구름이 많이 낀 날에는 무용지물이다. 2010년 11월 북한의 연평도 포격 당시 아리랑 2호가 위성 영상을 제때 제공하지 못한 것도 구름 낀 날씨 때문이다.

아리랑 2·3·5호가 모두 가동되면 하루 3.5회 이상 한반도를 촬영할 수 있게 된다. 열 감지가 가능한 적외선 관측 위성인 아리랑 3A호가 2014년 발사되면 핵실험 등 북한의 군사적 움직임도 사전에 감지할 수 있게 된다.

이로써 한국은 다목적실용위성 아리랑 2호와 3호, 정지궤도 통신해양위성 천리안 등 3기의 위성을 운용하게 된다. 민간에서는 통신위성인 무궁화 5호, 올레1호, 한별위성이 현재 운용 중이다.

정부는 올해 아리랑 3호를 포함해 총 4기의 위성을 발사할 계획이다. 올해 10월에는 나로과학위성이 전남 고흥 나로우주센터에서 나로호에 탑재돼 발사되며, 우주와 지구관측임무를 수행하는 과학기술위성 3호도 이르면 연말 무렵 발사될 예정이다.

인공위성은 목적에 따라 군사용ㆍ방송통신용ㆍ우주관측용ㆍ기상관측용 등으로 구분된다. 이중 통신위성은 지구의 한 지점에서 다른 지점으로 통신에 필요한 TV신호나 음성신호 등 각종 데이터를 전달한다. 위성을 이용한 통신의 시도는 1960년 미국의 에코 1호가 최초였으며 우리나라의 무궁화 위성도 바로 통신위성이다.

궤도에 따라서도 위성을 구분한다. 500km~1500km사이에 놓이는 저궤도위성, 5000km~15000km사이의 중궤도위성, 지구의 자전 속도와 같은 위성의 속도를 갖는 35786km에서의 정지궤도위성이 있다. 우리나라의 무궁화 5호도 정지위성에 속한다. 정지위성은 지구의 중력과 원심력을 계산해 3만5785㎞ 높이에 멀찍이 자리잡고 있기 때문에 사진촬영을 해도 해상도가 떨어진다. 주로 통신용으로 이용된다.

인공위성은 무궁화 위성처럼 주전력공급원으로 태양전지판을 갖고 있다. 태양전지판은 위성체의 날개에 평면 판넬로 구성되어 있다. 태양빛이 없다면 2차 전지인 니켈하이드라진 축전지를 사용한다. 추진연료탱크도 있다. 탱크에는 하이드라진 액체연료과 연료가압용 헬륨가스가 저장되며 자세제어와 궤도유지에 사용된다. 이 연료량에 따라 위성의 수명이 결정된다. 10년 연료량은 180~190kg이다.

미국정보당국은 약 100여개의 군사용 인공위성을 운영하고 있다. 이 인공위성의 역할은 감시정찰이다. 지상을 관측하기 위한 정찰위성은 지구 위의 어느 상공에 멈춰있는 것이 아니라 600여㎞ 고도에서 하루에 지구를 4~6바퀴씩 돌고 있다. 위성의 공전궤도는 지구 자전방향과 수직이며 지구의 자전 때문에 관측 지점은 항상 바뀐다.

하지만 한미군은 북한의 이상징후가 감지된다면 대북정보감시태세인 '워치콘' 격상시키고 인공위성안에 연료를 사용해 한반도를 집중감시하게 된다. 하지만 한번 연료를 사용할때마다 그만큼 인공위성의 수명이 짧아질 수 있다는 것을 감안해야한다. 때문에 워치콘 격상은 그리 간단한 일이 아니다.

지구 밖 우주공간에 떠있는 인공위성들의 약 30%가 비밀군사위성으로 알려졌다. 1957년 옛소련의 스푸트니크 1호 인공위성이 첫 인공위성이다. 스푸트니크 1호 인공위성은 96분만에 지구 한 바퀴를 돌면서 지구에 전파신호를 보내왔다. 소련은 1961년 4월에는 세계 최초로 우주비행사를 실은 인공위성을 발사해 다시금 세계를 놀라게 만들었다. 이후로 지금까지 약 5500∼6000기의 인공위성이 발사된 것으로 알려졌다.

현재 운영되는 비밀군사위성 수는 약 900여기정도 된다. 이중 약 30%는 정확한 목적이 공개되지 않은 군사정찰용 인공위성으로 전문가들 사이에선 추정하고 있다.

거대한 발사시설과 굉음을 내는 로켓 등이 있어야만 인공위성을 우주공간으로 보낼 수 있기 때문에 발사 자체를 숨기는 행위는 사실상 불가능하다. 하지만 우주강국들은 발사되는 탑재 위성의 정체를 숨기는 '눈 가리고 아웅' 식으로 작전을 수행하게 된다. 군사정찰용 위성들을 보유하고 있는 것으로 확인된 국가는 미국과 러시아를 비롯해 중국, 일본 이스라엘 등으로 약 10여개국 이상일 것으로 추정된다.