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[국방일보-한국국방기술학회 공동 기획] 우주군 창설·독자 방어체계 구축 서둘러야
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  • 2022-01-19 13:25:26

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국방일보-한국국방기술학회 공동 기획

최신국방과학연구동향

이미 시작된 ‘우주전쟁’, 어떻게 준비할 것인가

 

미·중·러 등 위성자산 보유 경쟁 가속

우리도 ‘최소 필수 전략 자산’ 갖춰야
주변국과 평화 유지·국가 생존 담보

 

강대국들의 우주군 창설, 우주무기 시험 성공 뉴스 등에서 알 수 있듯이 우주전쟁이 이미 시작됐다고 볼 수 있다. 사진은 미국 민간 우주탐사 기업 스페이스X의 팰컨9 로켓이 2020년 스타링크 통신위성들을 싣고 플로리다주 케네디우주센터의 39A 발사장을 이륙하는 모습.  연합뉴스

강대국들의 우주군 창설, 우주무기 시험 성공 뉴스 등에서 알 수 있듯이 우주전쟁이 이미 시작됐다고 볼 수 있다. 사진은 미국 민간 우주탐사 기업 스페이스X의 팰컨9 로켓이 2020년 스타링크 통신위성들을 싣고 플로리다주 케네디우주센터의 39A 발사장을 이륙하는 모습. 연합뉴스


화성이주, 재활용 발사체, 제임스 웹(James Webb) 우주망원경 등 하루가 멀다 하고 우주 이벤트가 TV와 신문을 장식하고 강대국들의 우주군 창설, 우주무기 시험 성공의 뉴스도 심심찮게 등장한다. 영화 ‘스타워즈’에 나오던 우주전쟁은 이미 시작되었고 진행되고 있다. 우주전 준비를 소홀히 한다면, 우리는 위기를 맞을 수도 있다.

글로벌 선진국 수준과 우리의 현실
우주 자산은 핵을 가질 수 없는 상태에서 우리가 확보해야 하는 최소한의 필수 전략 자산이다. 2020년 기준의 한·중·일 위성 우주자산을 비교해보면 중국이 320기, 일본이 78기인데 반해 우리는 15기에 불과하다. 늦은 감은 있지만 한국형 위성항법시스템(GPS) 사업인 KPS가 올해 착수 예정이라 그나마 다행이다. 발사체의 경우 2021년 10월 21일 저궤도에 1.5톤을 투입할 수 있는 누리호 시험발사에 일부 성공한 수준이나 초대형 발사체를 개발 중인 주변 강대국들과는 현격한 차이를 보이고 있다. 중국은 100톤을 저궤도에 투입할 수 있는 능력을 개발 중이며, 미국은 스페이스X가 2024년 저궤도 380톤을 목표로 개발하고 있고, 자사의 스타십(Star Ship)을 활용해 1시간 내 지구 전역에 100톤의 군사 물자를 투입할 수 있는 기술을 미군에 제안한 바 있다.

세계 최대 전자제품 전시회인 2022년 CES에서 시에라 스페이스사의 드림 체이서(Dream Chaser)가 우주 분야 혁신기술로 주목을 받았다. 이는 우주 정거장이나 아르테미스 사업에 필요한 물품과 인력을 공급하는 우주왕복선이자 우주비행체로 조금 더 발전하면 우주전투기로 변모할 가능성이 크다. 우리가 인공위성과 발사체를 힘들게 개발하는 이 순간에, 선진국은 초대형 발사체와 우주선(Space Craft),우주비행체(Space Plane)를 개발하고 있다. 연료 효율적인 현재의 비행 방식은 보다 빠른 공격과 보급을 위한 고속 우주 비행으로 발전해 나아갈 것이다. 대형 우주 정거장을 보유할 계획도 없고 지구 전역을 대상으로 전쟁을 수행할 일이 없는 우리에게 초대형 발사체까지는 필요 없더라도, 우리의 우주 자산을 우리의 영토에서 우리의 발사체로 원하는 궤도에 투입하기 위해서는 정지궤도에 7~8톤(대형 조기경보 위성, 소형 무인 우주 정거장 등 미래 수요 감안)을 투입할 수 있는 능력 개발은 필요하다.

미래 전쟁의 시작은 우주로부터
미래의 전쟁은 우주전쟁에서 시작하게 된다. 최근 전쟁에서 감시정찰위성으로 적을 탐지하고 GPS 유도탄으로 타격하는 등 감시정찰/지휘통제의 장악 여부가 결국 전쟁의 승패를 좌우하는 것을 우리는 목격했다. 현대전에서 방공망을 무력화하고 제공권을 장악하는 것으로 전쟁과 전투를 시작하듯 근 미래 전쟁에는 통신위성과 GPS 위성, 감시정찰 위성을 파괴하는 것으로 전쟁을 시작하게 된다. 심한 경우 자국 위성이 파괴당한 것을 인지도 못한 상태에서 전쟁이 시작되며, 위성통신은 먹통이 돼 있고 정찰위성은 아무런 반응도 하지 않는다는 것을 알았을 때는 이미 초반 전세가 기운 상태일 것이다. 대 지상 공격용 우주자산까지 보유한 적국과의 전쟁이라면, 우리는 탐지도 못하는 상황에서 주요 시설과 핵심 자산들이 파괴되고 나서야 재래식 무기로 대응하려 나서겠지만, GPS 기반의 유도체계는 우리가 사용하는 GPS 위성이 파괴된 후에는 의미가 없다. 위성통신이 불능이 돼 근거리 무선통신에 의지하게 되니 베트남전 수준으로 전쟁을 수행할 수밖에 없다. 이쯤 되면 전투에서 불굴의 의지로 간혹 승리할 수는 있어도 전쟁에서는 결국은 패배할 것이다.

다양한 우주무기의 등장
이미 실험에 성공한 레이저 무기나 요격 미사일 등의 직접적인 공격 무기와 재밍, 스푸핑, 해킹 등의 간접 무기가 거론되고 있다. 이미 러시아의 위성들은 프랑스 통신위성을 근접 위협하거나 감청 및 통신 방해 등을 하고 있다. 미국과 소련은 냉전 시대부터 우주무기에 대해 연구 했고 중국은 2000년부터 대대적인 연구를 시작해 레이저나 탄도탄 외에도 우주기뢰나 기생위성 등의 다양한 우주무기체계를 시험하고 있다. 중국의 우주정거장은 전쟁 발발 시 초기 형태의 우주항모로 변모하게 될 것이다. 미국은 폐기 예정이던 우주정거장의 수명을 2030년까지 연장하기로 했다.

초소형 우주 자산의 위력
로밍할 필요 없이 지구 어디서라도 인터넷을 사용할 수 있는 초소형 통신위성망 구축을 다수의 기업이 추진 중인데, 상업적 성공 여부는 미지수이다. 그런데, 우주무기가 개발되기 시작하면서 전시에도 군 통신망을 유지할 수 있는 초소형 위성통신망 구축이 필수가 됐다. 수십 기의 위성은 단시간에 파괴할 수도 있지만 수백, 수만 기의 초소형 통신 위성망을 동시에 파괴할 수는 없기 때문이다.

스페이스X는 최대 4.2만기의 위성으로 가장 촘촘하게 전 지구를 포괄하는 독자적인 스타링크(StarLink) 계획을 추진하고 있다. 스타링크는 상업적으로는 실패하더라도 미군이라는 든든한 뒷배를 가지고 있다. 미군도 일단 독자적으로 통신과 정찰을 결합한 중규모의 초소형 통신정찰 위성망인 블랙잭(BlackJack) 사업을 추진하고 있으나 필요하면 스타링크와 언제라도 연계되는 형태일 것이다. 영국의 우주인터넷기업 원웹(OneWeb)은 과도한 비용 지출로 파산 상태까지 갔다가 영국 정부의 투자로 다시 생존 경쟁을 벌이고 있고, 지난해 한화시스템의 투자도 유치했다. 중국의 GW도 1.3만기로 구성되는 저궤도 위성통신망 계획을 발표했다.

우리도 전쟁 초기 궤멸을 막으려면 정지궤도 통신위성 외에 초소형 저궤도 통신위성망이 절대적으로 필요하다. 미군의 블랙잭 계획처럼 다수의 초소형 정찰위성(광학/적외선/레이더) 프로그램도 초소형 저궤도 통신위성망과 연계해 추진할 필요가 있다. 다행히 초소형 EO 위성망 사업은 진행 중이고, 다른 사업들도 계획 중인데 보다 조속히 추진될 필요가 있다. 한편, 수 백기 이상의 초소형 위성망을 단시간에 무력화하는 방법은 관제소 파괴 혹은 장악과 관제 시스템 해킹인 만큼 이에 대한 대비도 필요하다.

우주 구조물의 대형화와 보호
그렇지만 초소형 위성으로 모든 문제가 해결되는 것은 아니다. 초소형 위성은 크기·중량의 한계로 성능의 한계가 있고 우주 무기를 충분히 탑재할 수 없으며, 예상 평균 수명도 3년으로 짧다. 초소형 위성으로 GPS를 구성하는 기술도 거론되나 역시 정밀도 관점에서 현재의 GPS를 완전히 대체하기는 곤란하고, 아직 개념 수립 단계라 당장 채용하기도 어렵다. 북한의 탄도탄을 포착할 유력한 방법 중 하나인 적외선 기반의 조기경보위성도 24시간 전역 정밀 감시를 위해서는 대형의 광역 고해상도 적외선 정지궤도 위성을 사용할 수밖에 없다. 기본적으로 우주 자산은 총알 한 방에도 파괴될 정도로 매우 취약하다. 태양 전지판이 파괴되거나, 안테나가 고장 나도 기능을 상실하게 된다.

다행스럽게도 공격형 우주무기로 거론되는 무기들도 한계가 있다. 레이저 등의 고에너지 무기의 경우는 파괴에너지 도달 시간이 필요하고, 유도탄이나 근접 공격 우주 무기가 접근하는 것도 파악이 가능해 기존의 화학추력기로 고속 회피기동을 해 위험을 벗어 날 수 있다. 경호(Body Guard) 위성을 배치하는 방법도 있고, 우주 자산을 스텔스 화하는 기술도 개발 중이다.

우주 방어 체계의 효율적인 구축 필요성
잠재적 적국이 우리 자산을 함부로 파괴하지 못하게 하려면 우리도 타국의 우주 자산을 공격할 능력이 있어야 한다. 기본적으로 우주 자산은 매우 고가라 1개의 유인 우주 함대를 구성한다면 현재 미 해군의 모든 함대 건조 및 유지 비용과 맞먹을 것이다. 따라서, 우리 경제 규모와 필요에 맞게, 우주 방어 체계 전체에 대해 체계적이고 효율적인 구축을 해야 할 것이다.

시급한 우주군 창설
우주전쟁은 이미 시작됐다. 우주자산 보호 능력을 개발하고, 우리 경제력이 감당할 수 있는 효율적인 독자 우주 방어체계를 서둘러 구축해야 한다. 주변 4대 강국은 이미 보유한 우주군의 조속한 창설만이 주변국과의 평화를 유지하고 우리 국가와 국민의 생존을 담보할 수 있을 것이다.

<곽 신 웅 국민대학교 기계공학부 교수/국방기술학회 우주항공분과위원장>

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