[김종원의 국방인사이드] '군사정찰위성 1호기' 남북전쟁…발사체·탑재위성 성능 판가름

기사입력 : 2023년11월21일 16:36

최종수정 : 2023년11월21일 17:30

북한 이르면 11월 22일 발사 가능성
발사체·위성 모두 독자 기술로 개발
"러시아 기술 지원받아 고해상 예상"

한국군, 11월 30일 美 반덴버그기지
독자 개발 위성에 美 발사체 활용해
수백㎞ 고도서 지상 30㎝ 크기 식별

[서울=뉴스핌] 김종원 국방안보전문기자 = 북한이 이르면 오는 11월 22일 새벽에 군사정찰위성 1호기를 발사할 것으로 보인다. 북한은 21일 오는 22일부터 오는 12월 1일까지 위성을 발사하겠다고 국제해사기구(IMO)에 통보했다. 북한은 지난 5월과 8월 두 차례에 걸친 1·2차 발사에서 모두 실패해 당초 10월 3차 발사를 예고했지만 다소 늦어졌다.

우리 군도 독자적인 군사정찰위성을 오는 11월 30일 미국 캘리포니아주 반덴버그 공군기지에서 발사한다. 군 당국은 조만간 한국형 고체연료 우주발사체 3차 시험 발사에도 나선다. 고체추진 우주발사체는 2022년 3월과 12월에 1·2차 시험발사에 성공했다.

남북한 간에 현대전의 '눈'이라고 할 수 있는 군사정찰위성을 누가 더 먼저, 더 많이, 더 성능이 뛰어난 감시·정찰 자산을 확보할 수 있을지 '위성전쟁'에 돌입했다.

일단 북한은 발사체와 위성, 모두 독자 기술로 개발해 이번에 발사한다. 반면 우리 군은 오는 11월 30일 예정된 발사는 미국의 스페이스X '팰컨9' 발사체에 우리가 만든 위성을 탑재해 발사한다.

북한이 2023년 6월 1일 관영 조선중앙통신을 통해 전날인 5월 31일 새벽 발사해 실패한 '군사정찰위성 1호기' 발사 장면을 전격 공개했다. [사진=조선중앙통신]

◆북한, 이르면 22일 새벽 '정찰위성 1호기' 발사

북한이 군사정찰위성을 쏘는 데는 기술적으로 문제가 없을 것으로 전문가들은 평가한다. 북러 간의 밀착 행보 속에 러시아로부터 어떤식으로든 전자광학렌즈(EO)에 대한 기술지원을 받았을 것이라는 분석이 나온다.

미국이나 일본의 완전한 수준까지는 아니어도 어느 정도 군사적 효용성을 가질 수 있는 정도의 해상도는 확보할 것으로 관측된다. 북한 위성의 감시·정찰 수준이 어느 정도 될지는 EO센서 능력에 달렸다.

북한이 자체적으로는 아직 열악한 수준이지만 이번에 러시아로부터 어느 정도까지 기술자문을 받아 EO센서의 해상도를 높였는지는 알 수가 없는 상황이다. 다만 북한이 쏘아 올린 다음에 위성에서 보내온 사진을 공개한다면 해상도가 수준을 분석할 수 있을 것으로 보인다. 군사적 효용성 확보는 가능할 것으로 전문가들은 보고 있다.

일본의 군사정찰위성 해상도 수준은 EO센서 30cm, 고성능 영상 레이더(SAR) 50cm 정도다. 북한이 지난 4월 19일 실물 공개한 군사정찰위성은 육각형 기둥 형태로 상단에 태양전지판 4개가 달린 형상으로 추정됐다. 무게는 300kg 이상으로 전문가들은 보고 있다.

2016년 2월에 쏜 사각형 형태의 위성인 '광명성 4호'보다 좀 더 크고, 전자광학 카메라가 2대 가량 탑재됐을 것으로 분석됐다. 새로 발사할 군사정찰위성 해상도는 50cm급까지로 전문가들은 보고 있다.

무기체계 권위자인 권용수(해사 34기) 전 국방대 교수는 "북한이 러시아로부터 기술지원을 받았다면 미국이나 일본의 군사정찰위성처럼 수십 cm 정도의 고해상도는 아닐지라도 1m 안팎의 해상도로 초기 수준의 탐지·식별이 가능할 것으로 보인다"고 조심스럽게 내다봤다.

권 전 교수는 "북한이 당초 항모 중심의 한반도 전시 증원 전력에 대한 수m 단위 탐지 정도의 해상도와 정확도를 목표로 잡았을 것으로 보인다"면서 "하지만 탐지 정도의 해상도 수준은 북한이 전개된 플랫폼을 식별하고 추적하는 데는 어려움이 있을 수 있다"고 평가했다.

권 전 교수는 "북한이 군사정찰위성에 대한 전반적인 신뢰성을 다시 한번 검토하고 점검했을 것으로 보인다"면서 "탑재되는 정찰위성센서 시스템에 대한 기술 지원과 점검을 러시아로부터 받아 좀 더 고도화된 군사정찰위성을 쏠 것으로 예상된다"고 분석했다.

국내 기술로 개발한 고체추진 우주발사체가 2022년 12월 30일 충남 태안 안흥시험장 인근 해상에서 2차 비행시험을 위해 힘차게 솟구쳐 오르고 있다. [사진=국방부]

발사체를 쏘아 올리는 기술은 북한도 이미 상당히 성숙된 단계로 평가된다. 북한 입장에서는 발사체보다는 탑재되는 위성시스템에 대한 기술 지원을 받을 것으로 관측된다. 북한이 러시아로부터 고해상도의 EO센서와 데이터링크 송수신 위성통신 분야의 기술 지원을 받을 것으로 보인다.

북한이 지난 6월 공개한 1차 발사 사진을 보면 발사체의 1단은 화성-17형 1단 액체연료 엔진을 사용한 것으로 분석됐다. 미 본토를 타격할 수 있는 1만3000km급 대륙간탄도미사일(ICBM) 화성-15형은 40tf(톤포스) 추력의 엔진 2세트를 클러스터링한 80tf다. 사거리 1만5000km급 신형 ICBM 화성-17형은 80tf 추력의 백두산 트윈 엔진 2세트를 클러스터링한 160tf다.

사진만으로 보면 위성발사체 1단 엔진의 노즐이 2쌍인 것을 볼 때 화성-17형 액체 엔진의 파생형으로 분석됐다. 이에 따라 북한이 기존 발사대를 이용해 성공 가능성이 높은 3차 발사에 나설 것으로 전망된다. 북한이 공개한 사진으로 추산한 '천리마 1형' 발사체는 3단으로 제작됐으며 최대 길이는 29m 정도로 추산됐다.

1단 추진체 길이가 짧고 2·3단이 더 긴 것으로 분석됐다. 우주발사체 상단에 있는 페어링(위성덮개) 직경도 2·3단 동체보다 더 굵었다. 전문가들은 세부 제원을 ▲1단 추진체 8m, 직경 2.4m ▲2단 추진체 7.2m, 직경 1.8m ▲3단 추진체 4.5m, 직경 1.8m ▲페어링 5.3m, 직경 3.1m 정도로 추산했다.

양무진 북한대학원대학교 교수는 21일 "북한이 22일 오전 발사 가능성이 크다"면서 "오는 11월 30일 한국의 위성 발사보다 빨리하겠다는 경쟁 심리가 작용해 보인다"고 내다봤다.

북한은 지난 5월 31일과 8월 24일 군사정찰위성 발사에 나섰다가 1·2차 모두 실패를 인정하고 빠르게 문제를 해결해 당초 10월 3차 발사를 예고했었다. 하지만 북러 간의 밀착 속에 전반적인 기술자문을 받으면서 발사가 늦어진 것이라는 관측이 나온다.

북한은 2021년 1월 노동당 8차 대회에서 ▲극초음속 미사일 ▲수중·지상 고체연료 대륙간 탄도미사일 ▲핵잠수함과 수중발사 핵전략무기 ▲군사정찰위성과 무인정찰기 등을 '중대한 전략적 과업'으로 제시했다. 북한이 이번에 군사정찰위성을 쏘아 올리고 앞으로도 지속적으로 군사정찰위성을 발사하면서 무인정찰기 시험도 할 것으로 예상된다.

누리호가 2023년 5월 25일 전남 고흥 나로우주센터 발사대에서 우주를 향해 힘차게 솟아 오르고 있다. [사진=한국항공우주연구원]

◆한국, '독자 군사정찰위성 1호기' 11월 30일 발사

북한의 주요 전략 표적들을 감시할 한국의 독자적인 군사정찰위성 1호기는 오는 11월 30일 미국 캘리포니아주 반덴버그 공군기지에서 발사된다. 발사체는 일론 머스크 테슬라 최고경영자가 설립한 스페이스X의 '팰컨9'이다. 군 당국은 우리 기술로 개발한 고체 추진체 로켓도 연내 발사를 준비하고 있다.

한국군의 이번 군사정찰위성 1호기는 대북 킬체인(Kill Chain)의 '눈'에 해당하는 핵심 전력이다. EO센서와 적외선 영상으로 수백 ㎞ 고도에서 지상의 30㎝ 크기 물체를 식별할 수 있다. 한국군은 백두금강사업을 통해 북한 전 지역에 대한 통신첩보 수집 능력을 확보하고 있다. 하지만 영상 정보 수집은 대북 위성정보 80% 이상을 미 감시·정찰자산에 의존하고 있다.

우리 군은 오는 11월 30일 군사정찰위성 1호기 발사를 시작으로 SAR 탑재 위성 4기와 EO·적외선(IR) 탑재 위성 1기 등 모두 5기를 쏘아 올릴 계획이다. 2018년 시작된 우리 군의 '425사업' 일환이다. 이번에 EO·IR 장비 탑재 위성을 쏘아 올린다. 5개 위성 무게는 800㎏급으로 알려져 있다.

425사업 위성 1호기는 2018년 1월부터 한국항공우주연구원이 과학기술정보통신부와 협력해 개발해 왔다. 1호기는 '다목적실용위성(아리랑) 7호'를 기반으로 제작했다. 군 국방과학연구소(ADD)가 탑재체 개발에 참여하고 있다. 군 당국은 425사업과 함께 무게 100㎏ 안팎의 초소형 정찰위성 32기를 더 띄우는 '초소형 위성체계 사업'도 추진 중이다.

우리 군은 독자적인 대북 정보 감시 능력 확보를 위해 1조2200억여 원을 들여 2024년까지 고해상도 중대형급 정찰위성 5기를 도입하는 425사업을 진행하고 있다. 북한의 핵·미사일 능력이 가시적인 위협으로 현실화되고 있는 상황에서 공격 징후를 미리 탐지해 선제 타격하는 킬체인의 핵심이 바로 군 감시·정찰 위성이다.

우리 군이 이번부터 군 정찰위성 5기를 순차적으로 궤도에 올려놓으면 2시간마다 북한 전역의 미사일 기지와 핵실험장 등 주요 시설 관련 정보를 수집할 수 있게 된다. 그동안 독자 정찰위성이 없어 대북 영상 정보를 미국에 전적으로 의존해왔다. 군은 2020년 7월 군사 전용 통신위성 '아나시스(Anasis) 2호'를 쏘아 올렸다.

425사업은 고체연료 우주발사체를 이용한다. 북한 전역을 10~20분 간격으로 촘촘히 들여다보면서 핵·미사일 공격 징후를 사전에 탐지하겠다는 전략이다.

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