[서울=뉴스핌] 김종원 국방안보전문기자 = 한국군의 '425사업 2호 고성능 영상 레이더(SAR)' 정찰위성이 한국시간으로 8일 아침 8시 17분(현지시간 7일 저녁 7시 17분) 미국 스페이스-엑스(Space-X)사의 팰컨-나인(Falcon-9) 발사체에 실려 올라갔다.

2023년 12월 2일 '425사업 1호 전자광학(EO)/적외선 열상(IR)' 군사정찰위성 1호기를 쏘아 올린 지 128일 만이다.

미 플로리다주 케이프커네버럴 엘시(LC·Launch Complex)–39에이(A) 발사장에서 예정된 시간에 정확히 발사됐다.

한국군 군사정찰위성 1호기인 '425사업 1호 전자광학(EO)/적외선 열상(IR)' 위성이 한국시간으로 2023년 12월 2일 새벽 3시19분에 발사되고 있다. [사진=스페이스-엑스(X)]

◆고해상도 센서, 고속·대용량 데이터링크 탑재

한국군의 첫 정찰위성 1호기를 싣고 올라갔던 일론 머스크 테슬라 최고경영자가 설립한 스페이스-엑스사의 팰컨-나인 발사체가 2호기도 우주궤도에 올린다. 1호기는 미 캘리포니아주 밴덴버그 우주군 기지에서 발사됐다.

이번에 올라가는 2호기는 발사 3분 10초에 페어링이 분리되며 44분 43초인 9시 1분에 위성이 발사체에서 분리돼 우주궤도에 진입한다.

이어 54분 후인 9시 11분에 해외 지상국과 첫 교신하며 2시간 37분 후인 10시 54분에 해외 지상국과 2차 교신한다. 발사 9시간 36분 후인 오후 5시 53분에 국내 지상국과 첫 교신한다.

지상국과의 교신에서 위성이 자리를 제대로 잡고 도는 것이 확인되면 정찰위성 2호기 발사는 성공으로 판정된다.

한국군의 '425사업 2호 고성능 영상 레이더(SAR)' 정찰위성은 국방과학연구소(ADD)가 연구개발을 주관했다. 국과연은 2018년 10월부터 2025년 12월까지 7년 간 SAR 위성 4기를 개발한다.

이번 2호기를 비롯해 올해 추가로 11월에 3호기를 올린다. 2025년까지 4·5호기를 개발한다. 해외 기술협력을 통해 핵심 부품은 국산화됐으며 소트프웨어 측면에서는 현재 주요 구성품의 60% 정도 국산화했다. 국과연은 해외 기술협력을 통해 독자 설계를 하고 있으며 5호기를 개발할 때는 구성품의 80% 이상의 국산화를 기대하고 있다.

한국군은 국과연 주관으로 2015년부터 2025년까지 1조 3000억원을 들여 정찰위성 EO/IR(항우연 위탁개발) 1기와 SAR 4기를 확보하는 425사업을 진행하고 있다. 

한국군의 '425사업 2호 고성능 영상 레이더(SAR)' 정찰위성이 한국시간으로 8일 아침 8시 17분(현지시간 7일 저녁 7시 17분) 미국 스페이스 엑스(SpaceX)사의 팰컨 나인(Falcon9) 발사체에 실려 발사되고 있다. [사진=스페이스 엑스]

◆ISR자산 핵심전력, 북한 종심·전략 표적 감시

북한의 고도화·현실화되는 핵무기와 미사일 도발 징후를 사전에 탐지하고, 종심지역 전략표적을 촘촘히 감시하기 위한 한국군의 '눈'을 확보하는 사업이다.

국과연은 이번 SAR 정찰위성 확보를 위해 ▲고해상도 SAR 센서와 고속·대용량 데이터링크 탑재체 ▲밀집지역 다중표적 신속지향 고기동 플랫폼 ▲지상 고속·첨단 영상 처리와 활용 ▲군집·다종 위성군 임무 분석과 운용 최적화 기술을 개발했다.

이를 통해 세계 최상위 수준의 SAR 위성을 보유해 초고해상 영상 촬영과 주·야와 날씨에도 영향을 받지 않는 전천후 임무 수행을 할 수 있게 됐다고 국방부 관계자는 설명했다. 영상 레이더 기반의 군 정찰위성을 처음으로 확보해 한국형 3축체계의 핵심전력인 킬체인 역량을 한층 강화할 것으로 기대하고 있다.

무엇보다 고기동성 능력을 활용한 영상촬영을 할 수 있으며 조밀한 지역에서도 다수의 영상을 촬영할 수 있게 됐다. 위성과 지상체에 민간 분야와 차별화된 보안시스템을 적용해 높은 수준의 군 보안체계를 유지할 수 있게 됐다고 국방부 관계자는 설명했다.

SAR 위성은 레이더에서 지상으로 전파를 발사해 반사돼 되돌아오는 신호를 수신해 영상을 만든다. 기상에 상관없이 주·야 간 전천후 위성 영상 획득을 할 수 있다. 다만 전문가의 분석이 필요하다.

지난해 12월 올라간 EO/IR 1호기의 전자광학렌즈(EO) 센서는 가시광선을 활용해 지상의 영상을 직접 촬영해 영상의 시인성과 가독성이 뛰어난다. 다만 야간과 구름 등 기상 조건에는 제약이 있다.

반면 적외선 열상 카메라(IR) 센서는 온도차에 따라 구분되는 적외선 검출센서를 이용해 물체를 탐지해 획득된 영상정보를 가시화해 제공한다. 야간에도 영상을 얻을 수 있다.

이번에 올라가는 2호기 SAR 위성도 지난해 12월 우주궤도 진입해 성공적으로 초기 운용 중인 EO/IR 1호기처럼 세계 최고 수준의 성능이다. 중대형급(800~1000kg) 위성으로 지상에서 운행하는 차종까지 식별할 수 있는 작전요구성능(ROC)을 갖췄다.

미리 설정된 지구의 경사궤도를 돌면서 하루에 4∼6차례 정도 한반도 상공을 지나면서 레이더 영상을 보내온다. 수명은 대략 5~7년 정도 된다. 

한국군의 '425사업 2호 영상 레이더(SAR·사진)' 정찰위성이 한국시간으로 4월 8일 아침 8시 17분 미국 스페이스-엑스(Space-X)사의 팰컨-나인(Falcon-9) 발사체에 실려 올라간다. [자료=국방과학연구소]

◆2025년까지 5기 발사…2시간마다 북한 전역 정보 수집 

지난해 12월 올라간 한국군의 EO/IR 1호기 ROC는 미국, 중국, 러시아, 일본, 프랑스 등과 견줘도 손색이 없는 세계 최고 수준이다. EO/IR 1호기는 400~600㎞ 저궤도에 투입돼 지상의 30㎝ 크기 물체를 식별할 수 있는 서브 미터급 세계 최고 수준의 ROC 능력을 갖췄다. 우주궤도를 돌면서 하루 2차례 한반도 상공을 찾아 사진과 영상을 보내온다.

현재 한국군의 정찰위성 1호기는 초기 점검과 검보정을 거의 마쳤다. 지난 3월부터 운용시험 평가에 착수했다. 오는 6∼7월부터 북한의 주요 지역과 표적을 감시정찰하는 임무에 들어간다. 이번 2호기 발사에 이어 후속 위성 개발을 위해 시험평가와 구성품·위성체 조립 등 호기별 조립과 통합시험을 진행하고 있다. 지상체는 이미 구축해 1호기 위성 초기 운용을 하고 있다.

한국군이 2025년까지 정찰위성 5기를 순차적으로 궤도에 올려놓으면 2시간마다 북한 전역의 핵무기와 미사일 기지, 핵실험장 등 주요 시설 관련 정보를 수집할 수 있게 된다. 군 당국은 425사업으로 확보하는 중대형급 정찰위성 5기 말고도 오는 2030년까지 소형·초소형급 정찰위성 50∼60기 확보도 추진 중이다.

중대형급(800∼1000㎏) 정찰위성 5기는 모두 미 스페이스-엑스 팰컨-나인 발사체에 탑재돼 발사된다. 하지만 500㎏ 미만 소형과 100㎏ 미만 초소형 군사정찰위성은 한국이 독자 개발한 고체연료 발사체에 실어 올라갈 예정이다.

소형은 2026∼2028년, 초소형은 2028∼2030년 발사 예정이다. 한국군이 5기의 중대형급에 이어 50~60기의 소형·초소형급 정찰위성까지 확보하게 되면 북한의 주요 핵시설과 미사일 발사 징후, 군사 시설과 표적을 30분 이내로 감시·정찰할 수 있게 된다.

군 당국은 "군 정찰위성은 정보감시정찰(ISR) 자산의 핵심 전력으로 종심 지역·전략 표적의 도발 징후 감시 능력 증강을 통한 킬체인 역량 강화에 기여해 적을 압도하는 국방태세 구축의 초석일 될 것"이라고 기대했다.

군 당국은 "안보영역이 우주로 확장되고 있는 국제정세에 대응하기 위해 국방 우주력 강화와 국내 위성 개발 자산 축적을 통한 우주강국 도약의 기틀을 마련할 것"이라고 말했다.

kjw8619@newspim.com