스펙 업그레이드 군 정찰위성 2호기

경사궤도 선택
하루 4~6회 한반도 촬영
고기능 영상레이다
SAR 위성 탑재
금속 표적 구분 독보적

 

군 정찰위성 2호기가 8일 오전(한국시간) 발사돼 계획된 궤도에 무사히 안착했다. 이번 발사 성공으로 우리 군은 한국형 3축 체계 역량 강화와 함께 적을 압도하는 국방태세 구축의 조각을 채우는 성과를 올렸다. 또 국방 우주력 강화와 글로벌 우주 강국으로 도약하는 데 한 걸음 더 다가가는 전기를 마련했다. 

군 정찰위성 2호기는 북한 핵미사일 도발징후 탐지 및 종심지역 전략 표적 감시를 위한 영상레이다(SAR·Synthetic Aperture Radar) 위성 개발을 목표로 한다. 국방과학연구소(ADD) 주관으로 2018년 10월 사업에 착수했다.

2020년 6월 기본설계검토회의와 2021년 4월 상세설계검토회의를 했고, 2021년 11월에는 발사용역 업체로 미국 스페이스X를 선정했다. 이어 2022년 10월 조립준비검토회의와 올해 2월 선적전검토회의를 거쳤고, 지난달 발사장으로 옮겨졌다.

이번에 발사한 2호기 SAR 위성은 특정 지역 방문을 최적화하기 위해 설계된 경사궤도로 움직인다. 지난해 먼저 발사된 1호기 EO/IR 위성은 태양동기궤도로 지구를 돌고 있다.

군 관계자는 “SAR 위성은 한반도를 가장 잘 방문하는 경사궤도를 선택했다”며 “EO/IR 위성은 하루에 한 번 정도 한반도를 재방문하지만, SAR 위성은 하루 4~6회 정도로 2배 이상 방문해 촬영할 수 있다”고 전했다.

위성체는 본체와 탑재체로 구성됐다. 본체는 탑재체가 기능을 원활히 수행하도록 고기동 지원한다. 탑재체는 위성에 부여된 고유 임무를 수행하는 영상레이다다.

이번 2호기는 △고해상도 영상레이다 센서 및 고속·대용량 데이터링크 탑재체 △밀집 지역 다중 표적을 신속 지향할 수 있는 민첩한 고기동 플랫폼 △지상 고속·첨단 영상처리 기술 및 영상 활용 기술 △군집·다종 위성군의 임무 분석 및 운용 최적화 기술 등이 개발·적용됐다.

2호기의 가장 큰 특징은 ‘합성개구레이다’로 불리는 SAR 위성을 탑재한 것이다. SAR 위성은 레이다에서 전파를 발사해 반사돼 되돌아오는 신호를 받아 영상을 생성한다. 수천 개의 레이다 펄스 신호를 합성해 고해상도 영상을 얻는다. 전문가의 분석·판독으로 기상에 상관없이 주야간에 걸쳐 영상을 획득할 수 있다.

지난해 12월 쏘아 올린 전자광학(EO)/적외선(IR) 방식 1호기와의 가장 큰 차이점이다. EO 위성은 가시광선을 이용해 지상 영상을 직접 촬영한다. 영상의 시인성·가독성은 뛰어나지만 기상 조건에 영향을 받는다. 또 IR 위성은 온도 차에 따라 구분되는 적외선 검출 센서로 물체를 탐지해 획득된 영상정보를 가시화하는 특징이 있다.

반면 SAR위성은 빛을 잘 반사하는 금속 표적을 구분하는 데 독보적이다. 단단한 장갑과 금속으로 만들어진 레이다·미사일·탱크 같은 군사 장비들이 수풀과 위장막 등으로 가려지면 EO 위성으로는 관측이 어렵지만 SAR 위성으로 식별할 수 있다.

군 관계자는 “각 위성이 보내오는 영상정보를 축적하고 이를 매칭해 분석하며 (판독의) 정확성을 높일 것”이라며 “SAR 위성과 EO/IR 위성의 상호 보완적 운용이 필요한 이유”라고 설명했다.

2호기 발사 성공이 갖는 의미

‘설계 100% 우리 기술’ 높은 수준 군 보안체계 유지
센서 해상도 세계 최고…ADD·업체, 장비 절반 이상 국산화

2호기 발사는 세계 최상위 수준의 SAR 위성을 보유해 초고해상도로 영상을 촬영하면서, 주야간 및 날씨 상태에 상관없이 임무 수행이 가능해질 것이라는 데 중요한 의미가 있다. 더욱 세밀하고 촘촘하게 감시망을 구축하게 된 것.

또 본체의 고기동성 능력을 활용해 다수의 영상을 촬영하고, 위성 및 지상체에 민간 분야와 차별화한 보안시스템을 적용해 높은 수준의 군 보안체계를 유지할 수 있게 된 성과가 크다.

앞서 발사된 EO/IR 위성의 촬영 영상 해상도는 서브미터급(지상의 가로·세로 1m 크기 이하 물체를 식별하는 정도)으로 알려졌다. 향후 SAR 위성과 EO/IR 위성이 통합 운용되면 언제 어떤 상황에서도 정밀 영상정보를 수집할 수 있게 돼 우리 군의 감시정찰 능력은 더욱 강화된다.

군 관계자는 “센서를 놓고 보면 해상도는 세계 최고 수준”이라며 “하루에 한반도를 4~6회 방문해 영상정보를 수집하게 되는데 민첩한 자세제어 능력으로 조밀 지역에서도 다수의 영상을 획득할 것”이라고 소개했다.

이번 2호기 발사는 우리 군의 독자적 기술력을 총망라해 성공했다는 점에서도 의미가 있다. 사업을 주관한 ADD가 국내 업체들과 협력해 절반 이상의 장비를 국산화했다. 가장 중요한 설계기술 부분만 보면 ADD가 100% 완성했다는 것이 군 관계자의 이야기다.

SAR 위성은 초기운영(LEOP) 계획에 따라 약 2주간 궤도에서 △태양전지판과 안테나 반사판 전개 △플랫폼 기능 확인 △위성체 운용 모드 정상 동작 확인 등 임무 절차 능력을 확인한 후 시험평가를 거쳐 군에 인도될 예정이다.

조아미·서현우 기자