[군사이야기]정찰위성, 북한 더 촘촘하게 들여다본다

현재 3기, 내년엔 정찰위성 5기까지 확보
한화시스템 용인연구소 자체 개발 위성 보유
내년까지 소형 SAR 위성 발사 준비 한창

우리 군은 위성을 띄우는 425 사업을 진행하고 있다. 위성은 모두 5기다. 대북 감시 임무를 수행할 군사정찰위성 1호기와 2호기는 각각 2023년 12월과 올해 4월에 미국에서 발사됐다. 3호기는 지난해 말 미국 우주기업 스페이스Ⅹ의 발사체에 탑재돼 발사됐다. 모두 궤도 진입 및 지상국과의 교신에 성공했다. 내년에 5호기까지 발사해 정찰위성 5기를 확보할 예정이다. 정찰위성 5기의 전력화가 모두 완료되면 북한 내 특정 표적을 2시간 단위로 감시, 정찰할 수 있는 것으로 알려졌다.

자체투자한 해상도 0.25m 소형 SAR 위성은 현재 선진국이 운용 중인 기술력과 유사한 수준으로 평가받는다. (사진제공=한화시스템)

위성에 들어가는 자세제어기는 별센서, 태양센서, 지구자기장센서 등을 활용해 자세정보를 측정하고 반작용휠과 자력계를 이용해 자세를 잡는다.(사진제공=한화시스템)

전자광학(EO) 및 적외선(IR) 촬영 장비를 탑재한 1호기는 운용시험평가 등을 거쳐 지난해 8월 ‘전투용 적합’ 판정을 받고 정상적으로 대북 감시 임무를 수행하고 있다. 2호기부터 5호기까지는 SAR를 탑재했다. SAR은 전자파를 지상 목표물에 쏜 뒤 반사돼 돌아오는 신호 데이터를 합성해 영상을 만드는 방식이어서 기상 조건과 관계없이 주야간 촬영이 가능하다는 장점이 있다. 2호기는 현재 운용시험평가가 진행 중이며 전투용 적합 판정을 받으면 정상적으로 임무 수행에 들어간다.

군 자체 위성 60기 확보 추진 중

국방부는 425사업으로 확보하는 중대형 정찰위성 5기 말고도 2030년까지 소형 및 초소형 정찰위성 50∼60기 확보도 추진하고 있다. 소형 및 초소형 정찰위성까지 확보하면 우리 군이 운용하는 정찰위성의 한반도 재방문 주기를 30분 이내로 줄일 수 있다. 발사 시기는 소형 정찰위성이 2026∼2028년, 초소형 정찰위성이 2028∼2030년으로 전해졌다. 무게 800∼1000㎏인 중대형 정찰위성 5기는 모두 스페이스Ⅹ 발사체에 탑재돼 발사되나, 무게 500㎏ 미만인 소형 정찰위성과 무게 100㎏ 미만인 초소형 정찰위성은 우리나라가 독자 개발한 고체연료 우주발사체에 탑재돼 발사될 예정이다.

한화시스템의 소형 SAR 위성이 촬영한 폴란드 제2의 도시 '크라쿠프' 모습. (사진제공=한화시스템)

한화시스템은 2023년 12월 중문해수욕장 남쪽 4km 해상에 설치된 바지선에서 자체 개발·제작한 ‘소형 영상레이더’ 위성을 발사한 적이 있다. 지난해 한화시스템은 자체 개발한 해상도 1m·0.5m·0.25m급 등 3종의 소형 합성개구레이더(SAR ) 위성을 공개했다. 한화시스템의 지구관측위성 중 하나인 소형 SAR 위성은 일반 위성과는 다르게 탑재체와 본체, 태양전지판이 일체화된 형태다. 국내 최초로 무게 100㎏ 이하·해상도 1m급 소형 SAR 위성을 순수 우리 기술로 개발해 2023년 12월 성공적으로 발사해 현재 초기 운용 중이다. 자체 투자한 해상도 0.25m 소형 SAR 위성은 현재 선진국이 운용 중인 기술력과 유사한 수준으로 평가받는다. 내년 말까지 우주에 올릴 계획이다.

깐깐한 위성 조립 시설 모두 갖춰

SAR 위성을 보기 위해 한화시스템 용인연구소 위성 시험동에서는 자세제어기를 볼 수 있었다. 위성에 들어가는 자세제어기는 별 센서, 태양센서, 지구자기장 센서 등을 활용해 자세 정보를 측정하고 반작용휠과 자력계를 이용해 자세를 잡는다. 연구소 모든 부품은 우주와 동일한 환경에서 보관됐다. 온도와 습기가 생명이다. 23~25도의 온도, 30% 이하의 환경에서만 부품보관이 가능하다. 박상섭 팀장은 “위성은 열 구도, 자세제어, 전력계, 명령데이터처리기 등으로 구성되는데 시험 횟수만 10만회가 넘는다”고 말했다.

회사 관계자의 안내에 따라 관제운영실을 찾았다. 현재 이곳에서는 이미 발사된 해상도 1m급 소형 SAR 위성을 통제했다. 관제운영실에 설치된 대형 모니터 10개에서는 다양한 수치가 표시됐다. 위성은 24시간 동안 지구를 15바퀴 돈다. 한반도 상공을 하루 4~6번을 찾아온다. 이때마다 위성은 150개 이상 정보를 보내온다. 관제운영실에서도 이때 200여개 임무를 전달한다.

최근에는 위성이 촬영한 사진도 공개했다. 지난해 7월 8일에 촬영된 한반도 영상이다. 폭 30㎞ 넓이를 연이어 촬영했다. 전라남도 목포항에서 경상북도 영덕군까지 한눈에 볼 수 있었다. 촬영된 길이만 400km가 넘었다. 위성이 지나간 지역을 연속촬영했다. 목포에 떠 있는 상선은 물론 지리산도 한눈에 보였다.

정보당국, 위성사진 이용해 북한 추적

위성은 북한 위협을 실시간 탐지하고 선제 타격하는 한국형 킬체인(Kill Chain)의 핵심 자산이다. 지난해 국가정보원이 발표한 북한군 러시아 파병과 관련해 러시아 함정이 북한 특수부대 병력을 수송하는 움직임을 우리나라가 운용하는 인공위성이 포착한 것으로 전해졌다.

당시 국정원은 북한군 파병의 증거 중 하나로 지난 12일 청진항에서 러시아 함정이 북한 병력을 이송하는 모습이 담긴 SAR 탑재 위성 촬영 사진을 공개했다. 군사정찰위성이 촬영한 사진은 기밀에 해당하기 때문에 통상 정부가 배포하는 보도자료에는 포함되지 않는다는 점에서 이 사진은 군이 아닌 정부가 운용하는 위성이 촬영한 것으로 보인다. 북한군 병력을 수송하는 러시아 함정의 움직임을 면밀히 추적하는 과정에서 우리 군이 운용하는 정찰위성도 활용됐을 것으로 보인다.