[서울=뉴스핌] 김종원 국방안보전문기자 = 남북한 간에 현대전의 '눈'이라고 할 수 있는 '군사정찰위성 전쟁'에 돌입했다. 더 먼저, 더 많이, 더 성능이 뛰어난 군사 정보감시정찰(ISR) 자산 확보를 통해 더 멀리, 더 빨리, 더 세밀히 상대를 볼 수 있는 본격적인 전쟁이 시작됐다.  

한국군 정찰위성 1호기인 '425사업 1호 전자광학(EO)/적외선 열상(IR)' 위성이 한국시간으로 12월 2일 새벽 3시19분에 성공적으로 발사돼 우주궤도에 진입했다. 위성 발사 1시간18분이 지난 4시37분 해외 지상국과 첫 교신에도 성공했다. 6시간 28분이 지난 오전 9시 47분에는 국내 지상국과 첫 교신했다.

'425사업 1호 EO/IR' 위성은 이날 미국 캘리포니아주 반덴버그 우주군기지에서 일론 머스크 테슬라 최고경영자가 설립한 스페이스X의 '팰컨9' 발사체에 실려 우주로 올라갔다.

한국군 군사정찰위성 1호기인 '425사업 1호 전자광학(EO)/적외선 열상(IR)' 위성이 한국시간으로 12월 2일 새벽 3시19분에 성공적으로 발사돼 우주궤도에 진입했다. [사진=스페이스X]

◆국방부·방사청 "독자 정보감시정찰 능력 확보"

국방부와 방위사업청은 "군사정찰위성 1호기 발사 성공으로 우리 군은 독자적인 ISR 능력을 확보했다"면서 "군사정찰위성은 한국형 3축체계의 기반이 되는 핵심 전력으로 킬체인(Kill Chain) 역량 강화의 초석이 될 것"이라고 기대했다.

우리 군은 북한에 대한 신속한 공격 징후 감시와 조기 경보를 위한 초소형 위성체계 사업도 체계개발을 진행 중이다. 군사정찰위성과 초소형 위성체계의 상호 보완적 운용으로 군 독자적 ISR자산 역량을 극대화해 북한과의 경쟁 구도에서도 압도적 우위를 차지할 수 있도록 하겠다고 국방부와 방사청은 밝혔다.

한경호 방사청 위성 발사관리단장은 미 발사 현장 인터뷰에서 "앞으로 나머지 425사업 위성 발사도 순차적으로 성공해 킬체인 역량을 더욱 강화하고 적을 압도하는 국방 태세를 구축해 나아가겠다"고 말했다.

'425사업 1호 EO/IR' 위성은 4~6개월 간의 안정화 단계를 거쳐 실제 전력화돼 2024년 전반기 감시정찰 임무를 할 것으로 보인다. 작전운용성능(ROC)은 EO/IR급 위성을 확보하고 있는 미국과 중국, 러시아, 일본, 프랑스 등 세계 최고 수준급이다.

전자광학렌즈(EO) 센서와 적외선 열상(IR)으로 400~600㎞ 저궤도에 투입돼 지상의 30㎝ 크기 물체를 식별할 수 있다. 서브미터급 세계 최고 수준의 ROC 능력을 갖췄다. EO센서와 IR카메라는 우주궤도를 돌면서 하루 한 번씩 번갈아 가면서 모두 2차례에 걸쳐 사진과 영상을 보내온다.

2017년 시작된 우리 군의 425사업 일환이다. 이번 1호기는 2017년 12월부터 한국항공우주연구원이 과학기술정보통신부와 방사청, 국방부 정보본부(소요군)가 협력해 개발했다. 

다목적 실용위성(아리랑) 7호와 동시 개발하고 소요군 요구사항을 반영했다. 항우연이 시스템과 탑재체, 국방과학연구소(ADD)가 IR탑재체, 국가보안기술연구소가 보안시스템 개발에 참여했다.

설계와 조립 시험은 모두 100% 국산화됐다. 주요 구성품은 60~70% 국산화를 이뤘다. 특히 EO탑재체 설계기술은 100% 확보했으며 주요 부품도 70% 국산화를 달성했다.

한국군 군사정찰위성 1호기인 '425사업 1호 전자광학(EO)/적외선 열상(IR)' 위성이 한국시간으로 12월 2일 새벽 3시19분에 성공적으로 발사돼 우주궤도에 진입했다. [사진=스페이스X]

우리 군의 정찰위성 1호기는 북한의 핵·미사일 도발 징후를 사전에 탐지하고 감시·정찰하는 대북 킬체인의 '눈'에 해당하는 핵심 전력이다.

군 당국은 "북한의 핵·미사일 도발 징후 탐지와 종심지역 전략표적 감시 능력을 확보하게 된다"면서 "안보영역이 우주로 확장되고 있는 국제정세에 대응하기 위해 국방 우주력 강화와 국내 위성 개발 자산 축적을 통한 우주강국 도약의 기틀을 마련할 것"이라고 말했다.

무기체계 권위자인 권용수(해사 34기) 전 국방대 교수는 "우리 독자 기술로 개발한 첫 군사정찰위성을 운용하게 된다는 점에서 가장 큰 의미가 있다"고 평가했다. 권 전 교수는 "군사적인 측면에서는 항공기 중심의 우리 군의 감시정찰 능력을 우주로 확대함으로써 우주작전의 첫발을 내딛는 계기라는 점에서 이번 위성 발사의 가치가 크다"고 평가했다.

그동안 우리 군은 독자 정찰위성이 없어 대북 위성정보 80% 이상을 미국 ISR 자산에 전적으로 의존해 왔다. 2020년 7월 군사 전용 통신위성 '아나시스(Anasis) 2호'를 쏘아 올렸다. 백두금강사업을 통해 북한 전 지역에 대한 통신첩보 수집 능력을 확보하고 있다.

이번 1호기 발사를 시작으로 고성능 영상 레이더(SAR) 탑재 위성 4기까지 모두 5기를 쏘아 올릴 계획이다. 5개 위성 무게는 800㎏급으로 알려져 있다. 독자적인 대북 ISR 자산 능력 확보를 위해 1조2200억여 원을 들여 2024년까지 고해상도 중대형급 정찰위성 5기를 도입하는 425사업을 진행하고 있다.

우리 군이 이번부터 군 정찰위성 5기를 순차적으로 궤도에 올려놓으면 2시간마다 북한 전역의 미사일 기지와 핵실험장 등 주요 시설 관련 정보를 수집할 수 있게 된다. 425사업과 함께 무게 100㎏ 안팎의 초소형 정찰위성 32기를 더 띄우는 초소형 위성체계 사업도 추진 중이다. 북한 전역을 10~20분 간격으로 촘촘히 들여다보면서 핵·미사일 공격 징후를 사전에 탐지하겠다는 전략이다.

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 "12월 1일부터 정식 정찰임무 착수" 언급  

북한은 지난 11월 21일 밤 10시 42분 평안북도 철산군 서해위성발사장에서 군사정찰위성 1호기인 '만리경-1호'를 신형 위성운반 로켓 '천리마-1형'에 탑재해 성공적으로 발사했다고 발표했다. 북한의 군사정찰위성 1호기는 우주궤도에 안착한 것으로 국내외 전문가들은 평가했다.

북한은 발사체와 위성체, 모두 독자 기술로 개발해 이번에 발사했다. 반면 우리 군은 일론 머스크 테슬라 최고경영자가 설립한 스페이스X의 '팰컨9' 발사체에 독자적으로 만든 위성체를 탑재해 발사했다.

북한은 발사 직후인 지난 11월 22일 "김정은 국무위원장에게 '정찰위성 만리경-1호가 7～10일 간의 세밀조종 공정을 마친 후 오는 12월 1일부터 정식 정찰 임무에 착수하게 된다'고 보고했다"고 밝혔다.

북한이 군사정찰위성 1호기를 발사한 후 7일에서 10일 동안 안정화 작업인 '세밀조정' 과정을 거쳐 12월 1일부터 정상적인 운용 단계에 들어간다고 언급했다.

북한은 지난 11월 28일에는 관영 조선중앙통신을 통해 "김 위원장이 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.

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 정도까지 신뢰할 수 있을지는 향후 확인이 필요해 보인다. 북한의 군사정찰위성 1호기의 위성센서 성능과 능력은 북한이 영상과 사진들을 공개하면 정밀 분석할 수 있을 것으로 보인다.

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 관련 사진을 공개했다. [사진=조선중앙통신]

우리 군과 북한이 이번에 쏜 군사정찰위성 1호기에는 EO/IR 위성체를 기본 한 세트로 탑재하고 있다. EO위성은 사진과 영상을 포착하며 IR위성은 깜깜한 밤이나 해상, 안개가 끼어 사진과 영상으로 포착할 수 없을 때 적외선 열상으로 물체를 식별한다.

EO나 IR 위성으로도 식별할 수 없는 표적들은 SAR 위성을 통해 앞이 막히는 장애물만 없으면 포착해서 식별한다. 군사정찰위성은 EO와 IR, SAR이 서로 보완하면서 영상과 사진, 열상, 레이더를 통해 촘촘히 임무를 수행한다.

북한이 자체적으로는 아직 열악한 수준이지만 이번에 러시아로부터 어느 정도까지 기술자문을 받아 EO센서의 해상도를 높였는지는 알 수가 없는 상황이다. 향후 북한이 위성에서 보내온 사진을 공개한다면 해상도 수준을 분석해 위성 성능을 평가할 수 있다. 군사적 효용성 확보는 가능할 것으로 전문가들은 보고 있다.

일본의 군사정찰위성 해상도 수준은 EO센서 30cm, 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, EO렌즈 2대 가량 탑재됐을 것으로 분석됐다.

권 전 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 "북한의 군사정찰위성이 정상적으로 작동을 한다면 유사시 또는 전시에 항모 중심의 연합군 증원 세력을 조기에 탐지 식별하고 경우에 따라서는 움직임을 예측할 수 있기 때문에 북한의 핵·미사일 위협이 더욱 심각해졌다"라고 분석했다.

전문가들은 그동안 북한의 위성 발사체 기술 자체에 대해서는 상당히 성숙한 것으로 평가해 왔다. 과거 2012년부터 2016년까지 독자적으로 개발해 인공위성을 쏘아 올리는 데 성공해 왔다. 북한의 위성 발사체 기술 자체는 어느 나라와 견줘도 워낙 발전돼 있어서 이번 3차 발사 때는 러시아의 기술 자문 정도를 받았을 것으로 관측됐다.

권 전 교수는 "북한이 아직은 취약한 것으로 평가되는 위성센서 자체에 대해 러시아로부터 어느 정도 해상도의 EO센서 기술지원을 받았는지가 이번 발사 성공의 핵심 관건"이라고 봤다.

여하튼 이번 정찰위성 발사를 통해 북한의 발사체 기술과 수준, 능력은 어느 정도 검증된 것으로 보인다. 다만 북한이 앞으로 독자적 개발을 통해 정찰위성을 얼마나 추가로 올릴지가 주목된다. 북한이 이번 발사에 완전 성공했다고 판단되면 향후 추가적인 정찰위성을 최대한 빠른 시간 안에 다수 쏘아 올릴 것으로 보인다.

이번 발사체 비행시간이 11분 45초 밖에 안될 정도로 빠른 속도로 날았다는 것은 그만큼 엔진 추력 성능이 뛰어나다는 것을 보여준다. 올해 5월 발사에 성공한 한국형 발사체 누리호(KSLV-II)가 목표 고도 550km까지 도발하는데 걸린 비행시간은 18분 58초였다.

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.

kjw8619@newspim.com