현재 한국군은 항공자산 위주의 정찰자산을 운용하여 영상을 획득하고 있으나, 항공자산은 탑재 센서 탐지거리가 제한되어 적 전 지역에 대한 감시·정찰이 제한된다. 이러한 제한사항을 극복하기 위해 군은 항공자산과 함께 위성자산을 확보하여 동시에 운용하려 한다.

한국군이 운용 중인 항공자산으로는 공군에서 새매와 금강, 그리고 최근에 도입된 고고도 정찰용 무인기가 있으며, 향후에는 국내 연구개발 중인 중고도 정찰용무인기도 전력화하여 운용할 예정이다.

위성영상은 민간의 지구관측위성을 통해 주로 영상정보를 수집하고 있으며, 한국군 독자 정찰위성은 현재까지 확보되지 않았다. 민간위성으로는 다목적실용위성(아리랑)을 이용하고 있으며, 다목적실용위성을 통해 전자광학 영상(EO/IR)과 레이더 영상(SAR)을 수집한다. 현재 개발 중인 아리랑 6호, 7호, 7A호가 발사 예정이며, 향후 군에서도 해당 위성에서 촬영한 영상을 수신받아 활용할 예정이다.

향후 군은 적 위협수준이 증가함에 따라 군 정찰위성을 추가 확보하여 운용할 것으로 예상된다. 본고에서는 군 정찰위성을 효과적으로 운용하기 위한 확보 방안과 운용 방안에 대해 기술하고자 한다.

군 정찰위성 확보 방안

현재 추진 중인 군 정찰위성 사업은 확보계획을 최초 수립한 이후 수차례의 검토와 계획 변경 후 2018년부터 개발에 착수하였으며, 현재 개발 중인 위성체는 2023년부터 순차적으로 전력화될 예정으로 최초 계획 수립부터 전력화까지 약 10년 이상 소요될 것으로 예상된다. 군 정찰위성확보계획 수립시기와 전력화시기 간 오랜 기간이 소요되어 계획 수립 당시보다 적의 위협은 점차 고도화되어 가고 있으나, 정보수집을 위한 감시정찰 능력을 확대하는 데에는 많은 시간과 예산이 소요되어 적 위협과 군 대응능력 간 간극이 점차 커져가고 있다. 이러한 간극을 해소하기 위해 다음의 사항을 고려할 필요가 있다.

첫째, 적 위협에 적시 대응을 위해서 군 정찰위성 수를 늘려야 한다. 적의 핵·WMD 자산 중 미사일의 추진방식이 고체연료 방식으로 바뀜에 따라 이동식 발사대의 노출시간이 감소될 것으로 예상된다. 이동식 발사대의 노출시간 감소로 인해 일정 주기로 영상정보를 수집하는 정찰위성에 이동식 발사대가 탐지될 확률은 줄어든다. 이는 적 도발징후를 사전에 파악하여 대응하는 것이 점차 어려워질 수 있음을 시사한다. 따라서 노출시간 감소에 대응하여 적의 도발징후를 사전에 파악하기 위해서는 정찰위성 수를 증가시켜 적의 주요 핵심자산에 대해 영상정보 수집 주기를 단축할 필요가 있다.

현재 추진 중인 군 정찰위성 사업은 적 위협이 고도화되기 이전에 개발 및 전력화 계획이 수립되어, 고도화된 적 위협에 적시에 대응하기 위해 군이 요구하는 감시정찰 능력을 충족하기 어려울 것으로 예상된다. 따라서 감시·정찰 능력을 적정 수준으로 향상시키기 위해서는 현재 확보 예정인 군 정찰위성보다 더 많은 수의 정찰위성 전력화가 필요하다.

둘째, 저궤도 지구관측 위성만을 사용하는 것이 아니라 정지궤도 위성을 활용한 영상정보 수집방안을 고려할 필요가 있다. 대부분의 군정찰위성은 수집되는 영상의 해상도를 높이기 위해 저궤도 위성을 활용한다. 고해상도의 영상을 수집하여 적이 운용하는 무기체계의 종류, 성능 등을 특정할 수 있기 때문이다.

그러나 저궤도 위성은 수명이 짧아 운영유지를 위한 예산이 많이 소요되며, 저궤도위성의 수를 늘리는 것은 획득비용 및 운영유지비용이 증가하기 때문에 예산의 제약을 받을 수 있다. 따라서 저궤도 위성 수는 예산으로 인해 제한될 수 있으며, 제한된 위성 수량으로 인해 재방문주기의 단축이 제한되어 관심표적에 대해 지속적인 감시가 제한될 수 있다.

이러한 제한사항을 극복하기 위해 위성의 수명이 상대적으로 길고 특정 지역을 지속적으로 감시할 수 있는 정지궤도 위성을 활용하는 방안에 대해 고려할 필요가 있다. 다만 저궤도 위성과 비교해 해상도가 낮아질 수 있기 때문에 사용에 제한이 있을 수 있으나 도발징후를 판단하는데 충분히 활용할 수 있을 것으로 예상된다.

특히 열원에 대한 감시가 가능한 IR 센서의 경우 정지궤도 위성으로 충분히 활용할 수 있을 것으로 보이며, 국내 민간분야에서는 정지궤도 위성에 IR 센서를 탑재하여 지구관측을 위해 활용하고 있다. 국내에서는 2018년 12월에 발사된 천리안위성 2A호에 IR 센서를 탑재하여 지표면/해수면 온도, 운정온도 등의 정보를 수집하며, 산불감시 등 다양한 용도로 활용되고 있다. 다만, 민간분야에서 활용하는 기술 수준이 군의 요구성능을 충족시킬 수 있는지는 향후 연구를 통해 검증이 필요하다.

군 정찰위성 운용 방안

위성 관제, 영상 수신, 판독 임무를 효율적으로 수행하기 위해 해당 임무는 특화된 기관에서 수행해야 한다. 현재 한국군은 최초의 군 정찰위성을 확보하기 위한 사업이 추진 중이며, 적 위협 증가에 따라 군 정찰위성을 추가 확보할 것으로 예상된다. 향후 한국군이 운용하는 군 정찰위성 자산이 늘어남에 따라 이를 효율적으로 운용하기 위해서는 국외 사례를 살펴보고 운용 방식을 결정할 필요가 있다.

앞서 살펴본 국외 군 정찰위성 운용 현황을 보면, 대부분 국가에서 위성 관제, 영상 수신 등 정찰위성 운영에 관련된 업무는 특화된 하나의 기관에서 수행한다.

미국은 국가정찰국, 이스라엘은 지형영상정보국, 독일은 전략정찰사령부 예하 영상정보 센터에서 정찰위성 운용과 관련된 모든 업무를 총괄하여 수행한다. 미국의 경우 임무계획 수립 및 판독, 표적정보 생산 및 지원 업무는 국가지리정보국에서 총괄하여 수행하고, 이스라엘과 독일은 정보수집 계획 수립부터 위성 운용, 영상판독까지 한 개의 기관에서 수행한다.

국외 대다수 국가에서는 정찰위성의 제한된 영상정보 수집 능력을 최대한 효율적으로 활용하기 위한 방안으로, 임무계획 수립부터 영상분석, 표적정보 지원, 위성의 관제와 운영까지 모든 업무를 특정 기관으로 권한을 일원화하거나 일부 기능 전체를 한 개 기관에서 수행하도록 운영하고 있다.

현재 한군군의 경우 군 정찰위성에 대해 위성의 관제와 운영에 대한 부분은 소요군이, 임무계획 수립 및 작전지원 임무는 합참에서 수행한다. 그러나 한국의 경우 운용하는 위성의 수가 제한적이기 때문에 타 부처 및 기관에서 정찰위성에 대한 임무계획 수립 및 위성 관제에 대한 권한을 요구할 수 있으며, 향후 초소형 군 정찰위성 사업 등 군 정찰위성 추가 확보 시 군 내부에서도 위성에 대한 임무계획 수립, 관제 및 수신, 판독 등의 권한이 사업별로 다른 조직/기관에 부여될 수 있다.

그러나 군 정찰위성에 대한 관제, 수신, 판독의 업무가 여러 기관으로 분리될 경우 정찰위성 운용 효율성이 떨어질 수 있다. 위성 관제에 대한 업무가 다수의 기관/조직으로 분산될 경우 합참에서 영상정보 수집 계획 수립 및 위성 할당 업무가 복잡해질 수 있으며, 관제/수신/운용을 위한 인력을 다수의 기관/조직에서 개별적으로 관리(교육, 훈련, 유지)할 경우 인력관리 측면에서도 비효율적일 수 있다.

또한 영상판독 업무가 분산될 경우 특정 표적에 대한 판독 전문성이 약화될 수 있으며, 정찰위성에서 수집된 영상정보에 대한 판독업무가 다수의 기관/조직으로 분산될 경우 동일 표적에 대해 각기 다른 판독관이 영상판독을 수행함으로써 정확한 정보판단이 어려워질 수 있다.

따라서 특정 표적에 대해 도발징후를 빠르게 파악하고 판단하기 위해서는 특정 판독관이 해당 표적에 대한 상태변화를 지속적으로 추적 관찰하는 것이 가장 효과적이며, 이를 위해서는 관련 임무 수행조직을 한 개의 기관으로 일원화하여 운용할 필요가 있다.

향후 한국군에서도 다양한 형태의 군 정찰위성을 확보/운영할 것으로 예상되기 때문에, 군 정찰 위성의 획득 전략 및 운용 방향을 수립하여 향후 관련 사업을 추진할 필요가 있다.

한국군은 적 위협 증가에 대응하기 위해 감시정찰 능력 확대가 필요하며, 적 도발징후를 효과적으로 파악하기 위해 군 정찰위성의 추가 확보 및 정지궤도 위성을 활용하는 방안에 대해 고려할 필요가 있다. 또한 국외 주요 국가의 군 정찰위성 운용 현황 등을 고려할 때 군 정찰위성의 운용 및 판독 업무 등은 하나의 조직/기관으로 일원화하여 부족한 감시정찰 자산을 효율적으로 활용하여 적 위협에 효과적으로 대응할 수 있어야 한다.

군 정찰위성은 향후 한국군의 영상정보 수집을 위한 핵심자산으로 운용될 것이다. 군 정찰위성을 활용하여 한국군은 그동안 항공자산으로 촬영이 불가능하였던 원거리에 위치한 적의 주요 핵심자산에 대해 도발징후를 파악할 수 있을 것으로 기대된다. 향후 한국군은 다양한 형태의 군 정찰위성을 확보할 것으로 예상되며, 군 정찰위성 획득 전략 수립 시 본고에서 제시한 사항들이 반영되어 한국군의 감시.정찰 능력 제고에 도움이 되길 바란다.

※ 본 내용은 집필자의 개인적 의견이며, 한국국방연구원의 공식적 견해가 아님을 밝힙니다.