[서울=뉴스핌] 김종원 국방안보전문기자 = 북한은 28일 관영 조선중앙통신을 통해 "김정은 국무위원장이 지난 11월 27일 오전과 28일 새벽 국가항공우주기술총국 평양종합관제소로부터 11월 25일부터 28일 현재까지 사이의 정찰위성 운용 준비 정형에 대해 보고받았다"고 밝혔다.

북한은 "정찰위성에 대한 세밀조종은 국가항공우주기술총국 평양종합관제소의 관제수단과 체계에 의해 정확히 진행되고 있으며 1～2일 정도 앞당겨 진행되고 있다"고 말했다.

그러면서 북한은 "김 위원장이 이탈리아 로마와 태평양 괌의 미 앤더슨 공군기지, 미 버지니아주 노포크 해군기지와 뉴포트 뉴스 조선소, 비행장 지역, 미 워싱턴 백악관과 펜타곤 등의 대상들을 촬영한 자료들을 보고받았다"고 전했다.

북한이 지난 11월 21일 밤 10시 42분 평안북도 철산군 서해위성발사장에서 정찰위성 '만리경-1호'를 신형 위성운반 로켓 '천리마-1형'에 탑재해 성공적으로 발사했다며 22일 조선중앙통신을 통해 사진을 공개했다. [사진=조선중앙통신]

◆북한, 정찰위성 촬영 사진들 믿을 수 있나

북한은 "미 버지니아주 노포크 해군기지와 뉴포트 뉴스 조선소 지역을 촬영한 자료에서는 4척의 미 해군 핵항공모함과 1척의 영국 항공모함이 포착됐다"고 밝혔다.

또 북한은 지난 25일 "김 위원장이 정찰위성이 적측 지역의 진해와 부산, 울산, 포항, 대구, 강릉 등 중요 표적 지역들을 촬영한 사진들을 봤다"고 전했다.

그러면서 북한은 "정찰위성이 부산에 정박해 있는 미 해군 핵항공모함 칼빈슨함도 포착했다"면서 "25일 새벽에는 미 하와이 상공을 통과하며 진주만의 미 해군기지와 호노룰루의 미 히캄 공군기지 등을 촬영한 사진들도 봤다"고 말했다.

북한은 "김 위원장이 24일 정찰위성이 조선반도를 통과하며 적측 지역의 목포, 군산, 평택, 오산, 서울 등 중요 표적 지역들과 북한의 여러 지역을 촬영한 사진 자료들을 구체적으로 요해했다"고 전했다.

북한의 이러한 발표들을 어느 정도 믿어야 할지 초미의 관심사다. 북한이 지난 21일 심야에 군사정찰위성 1호기를 발사해 우주궤도에는 안착시킨 것으로 평가된다.

국내외 전문가들은 이번 정찰위성 발사는 성공한 것으로 판단하고 있다. '만리경-1호' 위성체가 우주궤도에 안착한 것으로 평가하고 있다.

다만 위성센서의 성능이 어느 정도인지는 북한이 향후 영상과 사진들을 공개하면 정밀하게 분석할 수 있을 것으로 보인다.

북한의 정찰위성이 우주궤도에 안착하며 초기화와 안정화 과정을 거치면서 다소 해상도가 떨어지거나 초점이 흔들린 거친 사진들은 지상통제소에 전송해 올 수 있다고 전문가들은 분석한다.

우리 군도 당초 오는 11월 30일 군사정찰위성 1호기를 미국에서 발사할 예정이었지만 현지 날씨가 좋지 않아 12월 2일로 이틀 연기했다.

향후 우리 군의 정찰위성 발사를 포함해 지난 21일 쏘아 올린 북한의 정찰위성이 현재 어떤 상황인지 관심이 커지고 있다.

김정은 북한 국무위원장이 지난 11월 24일 국가항공우주기술총국 평양종합관제소를 찾아 군사정찰위성 운용 준비 상태를 점검하고 촬영한 항공 우주 사진들을 봤다고 북한 관영 조선중앙통신이 25일 보도했다. [사진=조선중앙통신]

◆위성 안정화 보정작업, 통상 수일~수주 걸려

군사정찰위성을 포함해 어떤 위성을 쏘아 올리든 간에 발사 초기에 가장 중요한 부분은 원하는 우주궤도에 안착시키는 작업이다. 일단 북한 위성은 우주궤도에 안착했다. 우주궤도에 진입한 후에는 가장 먼저 에너지원인 태양열 판넬을 펼쳐야 하고 안테나를 세워야 한다.

위성을 쏘아 올려서 원하는 위치에 안착시키고 에너지원인 태양열 판넬을 펼치고 안테나를 세우는 초기화 과정에 수시간이 걸린다. 그런 다음 위성체에 에너지 전원이 들어오고 안테나가 세워지면 위성센서를 작동시켜 지상국이나 관제소와 기초적인 통신을 시도하는 초기 체크를 한다.

안테나를 세우고 전력 시스템을 검증하며 통신을 주고받으며 기본적인 작동 검사를 한다. 이어 위성체가 실제 돌아가는 상태인 초기 운용 단계에 접어든다. 위성체 안의 수많은 계측 장비가 제대로 성능이 나오는지 하나하나 점검하고 위성 시스템이 제대로 주어진 기능을 수행하는지 검증 테스트를 한다.

그 다음 단계는 지금 북한에서 언급하는 '세밀조종' 단계인 보정 작업을 한다. 빠르면 수일에서 수주까지 걸린다. 위성체가 어떤 시스템이며 얼마나 복잡하고 어떤 임무를 띠느냐에 따라서 보정하는 기간도 달라진다. 통상 위성체 시스템이 복잡하고 임무가 고난도이면 수주 걸리고 임무가 간단하면 수일 짧게 소요된다. 이러한 과정을 초기 운용 단계라고 한다.

지상 통제소에서 위성체에 임무 명령을 전달하면 수신해서 해당 지역 영상을 촬영해서 지상 통제소와 공동으로 임무를 수행하게 된다. 초기 단계에서는 이러한 보정 과정이 수일에서 수주 걸린다. 위성센서가 영상이나 사진을 찍어도 완전한 사진을 찍는 것이 아니다.

현재 북한의 군사정찰위성이 이러한 보정 작업을 하고 있어 지금 단계에서 군사정찰위성으로서의 성공과 실패를 예단할 수 있는 상황은 아니다. 위성에서 계속 어떤 부분에 문제가 있는지 실제로 시험하고 검증하며 정확하게 우주궤도에 안착하지 않았을 때는 궤도 보정까지도 해야 한다. 

북한이 군사정찰위성을 발사한 후 7일에서 10일까지 소요되고 오는 12월 1일부터 정상적인 운용 단계에 들어간다고 언급한 것은 바로 이 안정화 작업인 '세밀조정'을 그때까지 마치겠다는 것을 의미한다. 북한이 12월 1일부터는 군사정찰위성 1호기가 완전운용 단계에 돌입한다고 판단한 것으로 보인다.

완전운용 단계는 북한이 의도했던 미션을 완전히 수행할 수 있는 단계다. 북한이 언급한 12월 1일은 계측 장비 하나하나를 체크한 다음에 전체 시스템 관점에서 실제 우주 운용 환경에 들어갔다는 것을 의미한다. 지상에서 우주에 있는 위성과 제대로 교신과 영상·사진 정보를 주고받는 시뮬레이션을 하는 기간이 7일에서 10일 걸릴 것으로 북한이 판단한 것으로 보인다.

네덜란드 라이덴의 위성 추적 지국인 'SatTrackCam Leiden(Cospar 4353)'은 지난 11월 22일 북한의 군사정찰위성 1호기의 비행 궤도를 분석해 내놨다. 북한의 발사체가 고난도의 다중 도그 레그(Dog leg·급선회)를 했다고 분석했다. [사진=세트트랙캠 라이던]

◆전문가들 "발사체, 다중 도그 레그 비약적 발전"

지금 단계에서는 북한의 군사정찰위성의 성공과 실패를 섣블리 예단할 수는 없다. 북한이 향후 영상과 사진을 공개하면 그때는 정확히 판단할 수 있을 것으로 보인다. 지금 북한이 발표하는 내용들이 맞다면 군사정찰위성이 우주궤도에 올라 초기화와 안정화 단계에서 완전하지는 않지만 위성에서 보내온 다소 해상도가 떨어지는 초기 거친 사진들로 분석된다.

또 국내외 전문가들은 북한의 이번 위성발사 과정에서 발사체가 비약적인 발전을 한 것에 대해 놀라움을 표하고 있다. 한미에 발사체에 대한 정보를 노출하지 않기 위해 중국 쪽으로 잔해가 떨어지도록 의도적인 고난도의 급선회(Dog leg) 비행을 2차례나 한 것으로 전문가들은 분석했다.

전문가들은 다중 도그 레그가 있었다고 분석했다. '천리마-1형' 발사체가 1단에서 분리된 후 2단은 중국쪽으로 급선회 도그 레그를 했다고 분석했다. 발사체가 2단에서 3단으로 분리될 때도 서쪽으로 또 다른 도그 레그를 했다고 평가했다.

국내 연세대 전파망원경에 1단과 2단의 모습이 포착됐고, 2단이 분리된 후 1단 엔진이 폭발하는 영상이 공개됐다. 북한이 의도적으로 한미가 잔해를 수거해 분석하지 못하도록 한 것으로 관측된다. 

실제로 우리 군은 북한의 발사 직후인 지난 21일부터 시작한 잔해물 탐색과 인양 작전을 26일부로 종료했다. 발사 직후부터 잔해물 낙하구역을 설정하고 해군 함정과 항공기, 심해잠수사를 투입해 6일간의 탐색과 인양 작전을 했다. 하지만 수색 작전 간 유의미한 잔해물은 발견되지 않았다고 군 당국은 전했다.

이번에 북한이 쏜 군사정찰위성 1호기에는 전자광학렌즈(EO)와 적외선 열화상(IR)이 기본 한 세트로 들어간 것으로 분석된다. EO위성은 사진과 영상을 포착하며 IR위성은 깜깜한 밤이나 해상, 안개가 끼어 사진이나 영상으로 포착할 수 없을 때 적외선 열상으로 물체를 식별한다. 

EO나 IR 위성으로도 식별할 수 없는 표적들은 고성능 영상 레이더(SAR) 위성을 통해 앞이 막히는 장애물만 없으면 포착해서 식별한다. 군사정찰위성은 EO와 IR, SAR이 서로 보완하면서 영상과 사진, 열상, 레이더를 통해 촘촘하게 임무를 수행한다. 오는 12월 2일 발사 예정인 우리 군의 군사정찰위성 1호기도 EO·IR 위성이 기본 한 세트로 들어간다.

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