지난달 21일(한국시간) 미국 케이프 커내버럴(Cape Canaveral) 공군기지 내 케네디 우주센터. 긴박감이 넘치는 카운트다운이 끝나는 순간 하얀 위성이 섬광을 뿜으며 하늘로 치솟았다. 안정적인 비행에 성공한 이 위성은 열흘 뒤인 31일 지상과의 첫 위성교신도 원활히 마쳤다. 위성의 이름은 아나시스 2호(ANASIS-Ⅱ). 이로써 대한민국은 세계에서 10번째로 군사전용 위성을 확보한 나라가 됐다.

아나시스 2호는 우리 군에 상시·안정적인 전용 통신망을 제공할 것이라는 기대를 받고 있다. 또 우리나라의 방위·우주산업 발전에 디딤돌이 될 것이라는 호평 역시 나오고 있다. 이런 아나시스 2호 발사 성공의 뒤에는 2014년부터 7년에 걸쳐 뼈를 깎는 노력을 다한 국방과학연구소(ADD)가 있었다. ADD는 그동안 민·군 공용 통신위성으로 활용하던 무궁화 5호(아나시스 1호)를 대체할 군 독자 통신위성을 확보하기 위해 연구·개발에 매진해 왔다.

무궁화 5호를 통해 우리 군도 우리 기술로 만들어진 군 통신위성 체계를 갖추기는 했지만, 미래전의 중요한 전장으로 떠오른 우주 공간에서의 국방력 확보가 필요하다는 목소리가 있었다. ADD는 이런 요구를 만족하기 위해 위성 중심의 지휘통신체계 구축을 주도적으로 추진했고, 결국 아나시스 2호 개발에 성공했다.

● 아나시스 2호의 구성과 특징은?

아나시스 2호는 크게 우주부, 제어부, 단말부로 구성됐다. 우주부는 아나시스 2호의 위성으로 신호의 이득조정 등 디지털 신호처리 기능을 보유하고 있다. 특히 군 통신 시스템에서 필수적으로 요구되는 대전자전 기능을 아나시스 1호보다 크게 향상시켜 주변의 통신방해에 능동적으로 대항할 수 있는 특징을 갖고 있다.

제어부는 온라인 망계획정보에 따라 위성링크에 필요한 자원을 실시간으로 할당하고 회수하는 기능을 맡고 있다. 아나시스 2호의 제어부는 기존의 단일망뿐만 아니라 계층·독립적인 관리가 가능한 분산망 운용 구조를 갖추고 있기 때문에 작전에 따라 효율적인 운용이 가능할 전망이다.

지상부는 아나시스 1호에서 운용되던 단말의 성능을 개량한 것과 아나시스 2호를 위해 만들어진 신형 단말 등 10가지 단말로 구성됐다. ADD는 아나시스 1호에서 운용하던 단말들의 성능을 개량해 인터넷 프로토콜(IP) 체계를 운용할 수 있도록 라우터, TCP(IP 위에서 연결형 서비스를 지원하는 전송계층 프로토콜) 가속기 등을 탑재했다. 이를 통해 기존 단말들은 IP 스위칭, TCP 가속능력 지원기능이 추가됐고 전송속도도 빨라졌다. ADD는 이런 성능 개량을 통해 우리 군이 작전환경 변화에 보다 능동적으로 대처할 수 있을 것으로 전망하고 있다.

ADD는 아나시스 2호를 위한 신형 단말도 개발했다. 먼저 차량에 탑재돼 이동한 뒤 고정 운용하는 다대역 단말은 계층적인 분산망 제어가 가능하도록 고안됐다. 다대역 단말은 하나의 위성안테나로 동시에 2개 주파수 대역의 신호를 송·수신할 수 있다. 독립적인 분산망 운용도 가능하다. OTM 단말은 이동 중 위성통신을 지원하는 단말로서 급박한 전장환경에서 정밀한 위성추적을 통해 끊김 없는 지휘통신을 보장하도록 한다. 휴대용 단말은 개인 전투원이 적진 깊숙한 곳에서도 위성통신을 통해 작전을 수행할 수 있도록 돕는다. 해상에서는 아나시스 2호의 원양지원용 다중이동빔을 통해 작전할 수 있도록 했다. ADD 관계자는 “전장의 가혹한 환경에서 위성단말이 운용될 수 있도록 환경 규격을 미군 장비 규격과 동등한 수준으로 개발했다”면서 “이를 위해 상용에서는 수행하지 않는 여러 가혹한 환경시험을 거쳤다”고 설명했다.

● 위기를 넘어 재도약의 길로… ADD, 국방우주 분야 도약에 힘 싣는다

국방부는 올해를 ‘우리 군의 우주작전 수행능력을 실질적으로 도약시키는 원년’으로 천명했다. 아나시스 2호의 발사 성공은 우리의 국방우주 분야 개발 노력을 현실화한 것은 물론 앞으로의 도약을 예고하는 신호탄이라는 점에서 그 의미가 있다.

국방 과학기술 개발을 담당하고 있는 ADD는 아나시스 2호의 성공에 만족하지 않고 우주 감시정찰 위성 분야의 연구개발에 매진하고 있다. 특히 위성용 영상레이더(SAR)와 위성용 적외선(IR) 탑재체 등에서 거둔 성과는 주목할 만하다.

위성용 SAR 개발은 1997년 시작됐다. 당시 ADD는 지상 레이더를 개발한 경험을 바탕으로 외국 연구원들과 함께 위성체와 지상체 설계를 수행했고, 상세설계와 주요 핵심 구성품 시험제작까지 마쳤다. 하지만 곧이어 터진 외환위기로 사업이 중단되면서 우리나라의 국방 위성개발의 시계는 멈출 수밖에 없었다. ADD 관계자는 “이때 사업이 지속됐다면 우리의 우주 분야와 자주 정보력은 지금과 상당히 달라졌을 것”이라고 평가했다.

하지만 ADD는 ‘희망의 끈’을 놓지 않았다. ADD는 국제협력을 통해 확보한 SAR 기술을 기반으로 2002년 국내 최초로 항공기 SAR 개발 과제에 착수했다. 결국 ADD는 국내 기술로 설계와 시험장비 제작에 성공했고 검증을 위해 2004년 항공기에 SAR을 탑재해 영상촬영까지 성공했다.

항공기 SAR 개발을 통해 확보한 핵심기술은 위성용 SAR 개발로 이어졌다. ADD는 항공기 SAR 핵심기술과 위성용 SAR 탑재체 개발 과정에서 확보한 SAR 기술을 활용해 보다 성능이 향상된 SAR 시스템을 설계하고 시험 장비를 만들었다. 2011년에는 미래 지향적 핵심기술로 군 정찰위성 사업에 대비한 소형위성 연구를 시작, 운용개념과 플랫폼 설계를 수행했다.

이듬해에는 초소형 위성군을 활용한 긴급대응 전술 초소형 위성의 개념설계를 수행했지만 군 소요와 연결되지는 않았다. 하지만 현재 추진 중인 초소형 위성의 기반기술을 연구했다는 점에서 의미가 있다. 이 밖에도 산·학·연 합동으로 위성용 경량화 안테나 개발, 친환경 추진기 등 여러 사업을 추진하고 있고 미래 도전과제로 초소형 SAR 위성개발이 진행되고 있다. ADD는 “국방 우주력 개발이 강조되는 지금 선행 확보된 기술을 활용해 군 정찰위성 소요에 대응할 수 있게 됐다”면서 “이를 통해 미래를 준비하는 ADD의 역할을 수행할 것”이라고 전했다.

위성용 광학 탑재체 개발 성과도 눈에 띈다. ADD는 창설 초창기인 1970년대 중반 군용 야시장비 개발을 시작으로 1980년대 중반 열상장비 기술연구에 착수했다. 1990년대 중반에는 지상용 전방감시용 열상장비(TOD) 개발에 성공, 각 부대에 배치했다. 이어 지상·해상·항공용 등 각종 플랫폼에 탑재하는 탑재형 시스템(EOTS)을 개발해 군에 배치했다.

 

군 정찰위성체계 소요에 대비해 위성용 광학탑재체 설계기술 습득을 위한 움직임도 계속됐다. ADD는 1997년 프랑스와 국제기술협력을 추진하는 한편 군 정찰위성 체계 소요를 위한 노력을 꾸준히 추진했다. 여러 가지 사정으로 군 정찰위성 체계소요가 지연되는 상황 속에서도 ADD는 민·군 협력사업으로 고해상도 적외선(IR) 탑재체 개발에 성공, 관련 기관에 제공했다. 이를 통해 ADD는 선진국 수준 이상의 위성용 고해상도 광학 탑재체 개발기술을 확보하게 됐다. 앞으로는 차기 군 정찰위성과 한국형 조기경보위성 개발에 박차를 가하겠다는 방침이다. ADD는 “현재 군 정찰위성용 IR 탑재체 개발을 수행하고 있다”면서 “조만간 우주 상공에서 군사적 임무를 수행할 예정”이라고 밝혔다.

우주 공간을 활용한 자주적인 정보능력은 미래 안보환경 변화에 필수적인 요소로 꼽히고 있다. 또 우주군 창설과 우주자산 개발에 박차를 가하는 선진국들과 어깨를 나란히 하기 위해서는 우주전에 대비한 국방우주 분야 발전이 꼭 필요하다는 목소리도 커지고 있다. 국방우주 분야의 새 역사를 쓰고 있는 ADD는 이런 변화의 흐름 속에서 국방부, 각 군과 함께 실효적인 우주역량을 확보해나가겠다는 계획이다. ADD는 “국방 우주력 개발을 위한 통합된 체계를 구축하고 진정한 우주 영공을 수호하기 위해 국방과학기술 연구개발에 더욱 노력할 것”이라는 의지를 밝혔다. 맹수열 기자