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한국의 우주 군사력과 ICEYE(3)

ICEYE의 제 1 세대 합성개구레이더 위성이 대한민국 인천 국제공항을 스캔하여 생성한 사진. 해상도 1m급 SAR 위성 스캔으로도 활주로에 주기된 항공기 등의 형상을 디테일하게 식별할 수 있다. ICEYE의 위성 영상 솔루션은 전천후 스캔을 할 수 있는 합성개구레이더 위성을 사용하면서 동시에 서브미터급 분해능까지 확보하고 있다. ICEYE의 2세대 합성개구레이더 위성의 분해능은 0.5m, 반송파 기준 10dB 가량 에너지 격차가 있는 주파수 격차는 0.6GHz이며, 3세대 합성개구레이더 위성은 0.3m 미만의 분해능을 기록한다. 이는 전자광학 위성의 그것보다 좀 더 우수한 분해능이다.
한국의 우주 군사력 확보 계획

 전술한 것과 같이 ICEYE의 솔루션은  계약이 체결되자마자 정찰 위성을 확보할 수 있다는 점이 가장 매력적이다. 한국은 2024년에 첫 발사되는 425 사업 정찰위성 5기 모두 전력화될 때까지 기다릴 여유가 별로 없다. 킬 체인에 연동되는 정찰 위성은 지금 당장 필요하기 때문이다. 이미 진행 중인 425 사업을 폐기하고 다른 프로그램으로 대체해야 한다는 뜻이 아니다. 425 사업 정찰위성 5기가 모두 전력화되기 전까지 남아있는 약 3년 또는 4년의 시간 동안 사용할 수 있는 정찰 위성들이 필요하다는 것이다.
CEYE의 합성개구레이더 위성들은 이미 궤도에 올려져 있거나 혹은 제작 라인에 거치되어 조립 중이다. ICEYE와 계약하여 제작 라인에 있는 위성들을 배정을 받을 경우 이미 제작에 들어간 위성들이 발사체, 발사 일정까지 결정이 되어 있기 때문에 신속하게 전력화를 할 수 있다.

 그리고 425 사업 정찰 위성들이 모두 전력화된 뒤에도 ICEYE의 정찰 위성을 단 1기라도 추가로 함께 사용하면 정찰 위성의 재방문 주기가 단축되면서 더욱 밀도 높은 감시와 정찰을 할 수 있게 되는 것이다.

 이처럼 425 사업 정찰위성 5기를 모두 궤도에 올려놓기 전에 추가로 정찰 위성을 신속하게 확보해야 하는 것은 2022년 현재 시점에 북한의 각종 탄도 미사일과 지대지 크루즈 미사일 등의 위협이 고조되고 있기 때문이다. 특히 최근에 대두된 위협 중에서 북한의 SLBM(Submarine-Launched Ballistic Missile)에서 파생된 저수지 발사 탄도 미사일은 그 발사 시설이 추가로 건설되고 있는 현장을 사전에 탐지하여 미리 좌표를 파악하려면 2022년 후반기인 현 시점부터 정찰 위성을 사용하여 북한을 감시해야 한다.
ICEYE의 합성개구레이더 위성 중 제 1 세대 위성으로 UAE의 항구를 스캔하여 생성한 위성 사진. 박스 안의 사진은 해당 스캔에서 지정된 영역에 spot SAR 스캔을 해서 생성한 사진이다.


425 사업 정찰위성 5기 전력화가 시작되는 2024년 이전에 신속하게 추가 정찰위성을 확보할 수 있는 유일한 방법은 ICEYE의 솔루션을 사용하는 것이다. ICEYE의 위성 솔루션의 가장 혁신적인 면모는 계약과 동시에 정찰 위성을 손에 넣을 수 있다는 점이다. 이는 발주 이후의 레이더 정찰 위성 제작 기간과 발사체 선정 등에 소요되는 시간이 반영된 전력화 스케쥴을 수립해야 하는 전통적인 방식이 아니라 ICEYE에서 발주를 받지 않은 다수의 합성개구레이더 위성들을 지속적으로 제작하여 스페이스 X등을 사용하여, 발사한 후 이를 사용할 고객을 찾아서 제공하는 서비스를 제공하고 있기 때문이다.

 한국은 공군과 해군, 그리고 육군이 각자 우주 무기체계 확보 계획을 가지고 있다. 대표적인 항공우주세력인 공군이 425 사업 정찰위성과 초소형 SAR 위성들의 발사와 운용을 책임질 것이라고 흔히 생각하지만 해당 체계들은 KSP(Korean Positioning System) 위성 등과 함께 3군 합동우주자산으로 운용될 예정이다.

ICEYE의 합성개구레이더 위성이 일본 나고야의 항구를 스캔하여 생성한 위성 사진

육군이 각종 우주 무기체계 도입에 적극적이라는 것은 많은 사람들에게 다소 의외일 수도 있겠다. 그러나 육군은 현무 2C 탄도 미사일을 손에 넣은 후부터 우주 공간에서 재돌입하는 탄도 미사일을 다종 확보하고 있다. 그리고 육군이 보유한 탄도 미사일 중 우주 공간을 사용하는 체계들(현무-2C, 현무-4/5)은 H-Hour 시점부터 스탠바이(Stand-by) ATO(Air Tasking Order)를 사용하는 시간동안 북한의 핵무기 사용 능력에 근본적으로 타격을 입히기 위한 선제타격(preemptive strike) ITO(Integrated Tasking Order)들에 적재된 표적들,  그리고 BMOA(Ballistic Missile Operation Area)에서 돌출한 TST(Time Sensitive Taget)들에 대한 핵심 타격 수단이며, F-hour 시점 이후에도 최소한 한미연합사의 연합공군구성군사령부(CACC : Combined Air Component Command)에서 24 시간 단위로 ATO를 작성하기 시작하는 시점까지는 킬 체인에서 핵심적인 무기체계로 운용된다.

 간단하게 말해서 현무-2C와 현무-4, 현무-5 탄도 미사일을 보유한 육군 미사일전략사령부는 전시에 우주 공간을 가장 많이 사용하는 부대라는 것이다.
네덜란드 로테르담을 ICEYE의 합성개구레이더 위성으로 스캔하여 생성한 사진들을 통합함으로써 생성한 영상을 캡쳐한 것이다. ICEYE의 위성은 위상배열레이더를 사용하여 넓은 구역을 신속하게 스캔할 수 있기 때문에 1회 스캔에서 스캔 표적에 대한 대량의 위성 사진들을 생성하여 실시간 영상을 만달어낼 수 있다.

 그리고 군단을 넘어서 지상작전사령부의 작전 종심 공간에서 공지작전(air-land operation)을 위해서 추천해야 하는 표적들을 파악하고, 지상작전사령부 직할 화력여단의 장거리 타격무기(예 : ATACMS, KTSSM, 400mm 유도로켓 등)로 정밀 타격해야 하는 표적들을 선정하기 위해서는  전천후 레이더 정찰 위성(X 밴드 SAR 위성)과 적외선 영상 정찰 위성이 필요하며 이들과 함께 AI(Artificial Intelligence) 위성 영상 판독 시스템도 필요하다.

 실제로 육군의 발전 계획에는 지상작전사령부의 표적 선정에 인공 지능을 도입하고, 군단급 종심보다 더욱 깊은 지상작전사령부의 작전 종심의  표적에 대한 지상작전사령부의 독자적인 타격 능력 확보가 포함되어 있다.

 이 때문에 한국의 우주 군사력 확보 계획에 포함되어 있는 우주 무기체계 중 초소형 SAR 위성 군집과 별도로 육군의 초소형 정찰위성 군집이 포함되어 있다. 이와 같은 저궤도 정찰 위성 군집의 장점은 재방문 주기가 매우 짧다는 것이다. 저궤도 위성 군집인 초소형 SAR 위성의 경우 재방문 주기가 30분으로 매우 짧다(425 사업 정찰 위성 5기의 재방문 주기는 약 2시간).

 이와 같이 재방문 주기가 짧은 저궤도 전술정찰위성 군집을 운용하면서 인공 지능을 활용한 영상 판독 기술을 사용하는 것은 작전 종심을 짧은 주기로 밀도 높게 스캔하여 생성된 영상 자료에서 신속하게 표적을 추출해야 하기 때문이다. 이는 특히 TCT(Time Critical Target)을 신속하게 추출하고 지상작전사령부 예하 군단들의 작전 종심의 전황 전개 페이스에 맞는 작전 지휘를 하기 위해서 필수적이다.

 그러므로 육군의 우주 군사력 구축 프로그램인 페가수스(Pegasus) 프로그램에 독자적인 작전급 정찰위성인 초소형 전술 정찰위성군집이 포함되어 있다. 그리고 육군이 사용하는 다양한 프로토콜의 데이터 통신 체계(예 : 국방부 표준 0016호와 0018호 등)와 각종 유무인 복합체계 인터페이스(예 : NATO 표준 제 4586호 UAV 조종 통제 등)들을 포함한 다양한 표준의 통신 체계들의 BLOS(Beyond Line Of Sight) 초연결 노드로 운용되는 저궤도 소형통신위성 군집, 그리고 한국형 BFT(Blue Force Tracker) 위성도 페가수스 프로그램에 통합되어 있다. 한국형 BFT는 RT-1720 데이터 통신 무전기, 또는 그 개량형인 EPLRS(Enhanced Position and Location Reporting System)를 단말기로 사용하는 블루 포스(blue force) 제대 식별과 위치 추적 체계와 기능면에서 유사한 체계를 위성(한국형 BFT 위성) 기반으로 구현함으로써 FEBA(Forward Edge of Battle Area) 방어를 담당하는 4개 군단(해체되는 6 군단과 8 군단 제외)과 기동군단, 나아가서는 지상작전사령부의 지휘 통제 중추에서 FEBA와 작전 종심 최북단 사이의 공간에서 아군 제대들을 정확하게 식별하고 그 위치를 실시간으로 파악할 수 있게 된다.
ICEYE의 합성개구레이더 위성은 X 밴드 레이더를 사용하면서도 전자광학 위성 못지 않은 정밀한 분해능(0.3m 미만)과 함께 레이더 위성의 장점인 전천후 감시 정찰 능력을 보유한 시스템이며, 전자적인 빔 조향을 하는 위상배열레이더를 사용함으로써 넓은 구역을 신속하게 스캔하면서 합성개구레이더와 영상 전송 체계를 적대적인 우주 전자전 체계로부터 보호하는 고성능 첨단 시스템이다. 이와 같은 고성능 체계를 저렴한 가격으로 계약할 수 있으며, 계약과 동시에 사용을 시작할 수 있는 서비스는 오직 ICEYE에서만 제공할 수 있다.

 그리고 장차 KPS가 주로 육군의 미사일전략사령부의 지대지 미사일에 주로 통합(MTCR 규정과 현무 계열 유도탄의 보안 문제 때문에 미사일전략사령부의 지대지 미사일에는 지상작전사령부의 단거리 탄도미사일과 달리 민수용 GPS가 통합되어  국산 항재밍 L 밴드 안테나와 연동되어 있다)될 것이며 육군의 드론봇 체계들에도 장래에 KPS가 통합될 것이라는 점 때문에 KPS 위성들은 합동우주자산으로 기획되어 있음에도 불구하고 페가수스 프로젝트에서는 KPS가 육군의 핵심 우주자산에 포함되어 있다.

 이처럼 한국군은 장래에 육군의 작전급 정찰 위성(초소형 전술정찰위성 군집)과 합동우주자산인 전략급 정찰 위성(425 사업 정찰위성 5기, 초소형 합성개구레이더 위성 군집 등)들을 운용하게 된다. 그러나 425 사업 정찰위성 5기가 모두 전력화되는 2025년 이후(2024년 연말에 발사되기 때문에 실질적인 1호 위성 전력화는 2025년부터) 425 사업 정찰위성을 포함한 정찰위성들을 손에 넣기 전에 2022년 현제 시점의 긴급한 정찰위성 수요부터 충족하려면 ICEYE가 제공하는 솔루션을 주목할 필요가 있다. 앞서 거듭 강조한 것처럼 이미 궤도에서 작동하는 고성능 합성개구레이더 위성을 계약과 함께 곧바로 사용할 수 있도록 하기 때문이다.

  

2023년 04월24일 23시39분  

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디펜스타임스 2023년 10월호


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