[단독]한국도 우주전쟁 무기 만든다

과기정통부 발표 '포집위성 1호' 세부 계획 보니
우주쓰레기 제거, 궤도 서비스 외 우주 무기 활용도 가능

포집위성1호 개념도. 그림/과학기술정보통신부 제공

[아시아경제 김봉수 기자] 정부가 지난해 말 공식 발표한 '포집위성 1호' 발사 계획의 밑그림이 드러났다. 명목상은 우주쓰레기 제거용이지만 궤도 서비스ㆍ우주 군사용 등 다목적으로 활용할 수 있는 기술이다. 치열해지는 국가 간 우주 개발 경쟁에 뛰어들기 위한 핵심 기술 개발에 본격적으로 착수했다는 평가다.

과학기술정보통신부는 한국과학기술원(KAISTㆍ카이스트) 인공위성연구소와 함께 오는 2027년까지 약 500억원을 들여 '포집위성 1호'를 개발해 발사할 계획이라고 6일 밝혔다. 이 계획은 지난해 12월28일 과기정통부의 2023년 업무 계획 발표 후 세상에 알려졌지만 세부 내용은 비밀이었다.

이 포집위성 1호는 연료를 포함한 무게 500kg 이하의 소형 위성이다. 설계 수명은 1년 이상, 목표 궤도는 500~800km다. 임무는 우리나라가 1992년 발사한 첫 번째 위성인 우리별 1호 등을 찾아내 포획한 후 더 이상 떠돌지 못하게 대기권으로 밀어 넣어 소각하는 것이다. 일부 잔해가 지표에 추락하는 대형 우주쓰레기와 달리 소형 위성들은 지구 중력에 이끌려 대기권에 진입해 추락하면서 공기와의 마찰열 때문에 모두 불타 없어진다.

이를 위해 우주 물체를 포획하고 랑데부하기 위한 비전 센서ㆍ우주 물체 식별용 적외선 센서를 단다. 위성을 낚아채기 위한 근거리 포획용 그물ㆍ6자유도 이상의 로봇팔 등 포획 장비도 갖춘다. 데이터 송신을 위한 전송장치, 데이터 저장 장치, 궤도를 옮겨 다니기 위한 저장성 연료 추진체도 탑재된다. 발사는 2027년 예정인 누리호 6차 발사를 이용한다. 김기석 과기정통부 우주기술과장은 "우리나라 우주 자산 중 임무가 종료된 우리별 1~3호와 과학기술위성 1호 등을 조기 폐기해 위험을 줄이고 위성의 임무를 연장할 수 있는 서비스 기술 개발과 검증을 통해 우주 역량을 강화하기 위한 계획"이라고 밝혔다.

미국의 비밀 임무 소형 우주왕복선 X-37B. /사진 = 미 항공우주국(NASA)

구체적으로 본체와 추진계는 이미 과학기술 위성ㆍ차세대 소형 위성 개발 과정에서 확보된 국내 기술을 활용한다. 탑재될 비전 센서와 라이다(LiDAR), 로봇팔ㆍ우주 그물 등 포획 장비 등도 국내에서 자체 개발할 계획이다. 라이다는 레이저를 발사해 장애물 존재 여부 등 주변 환경을 확인해 위성을 조종하기 위한 필수 장치다.

가장 어려운 과제는 국내 개발 경험이 전혀 없는 정밀 궤도 제어 기술 개발이다. 위성을 정밀하게 제어해 궤도를 이동해 가면서 목표물을 포착해 랑데부하는 것은 아직까지 우리나라에선 시도해 본 적이 없는 미개척지다. 카이스트 인공위성연구소 등이 개발할 계획이다. 관제는 기존 소형 위성 지상국을 활용하고 수신은 해외 지상국을 사용한다. 정부는 이번 포집위성 1호뿐만 아니라 예산이 확보되는 데로 2호, 3호까지 계속 개발하면서 기술을 발전시켜 나갈 계획이다. 한재흥 카이스트 항공우주공학과 교수는 "로봇팔 기술처럼 이미 국내에서 개발된 기술일 경우 협력해서 적용할 수 있을 것"이라고 설명했다.

이번 포집위성 1호 개발이 성공하면 우리나라는 우주쓰레기 제거, 궤도 서비스, 적대국 위성 제거용 무기 개발 등 본격적인 우주 개발 경쟁에 필요한 핵심 기술 3가지를 한꺼번에 확보할 수 있다. 우주쓰레기는 갈수록 늘어나면서 식별 가능한 것만 2~3만여개에 이른다. 우주 쓰레기는 위성ㆍ탐사선ㆍ우주정거장과 충돌할 가능성이 있다. 또 천문 관측 방해, 대형 우주쓰레기의 지상 낙하 같은 문제도 있다. 그래서 국제적인 문제로 급부상했다.

중국 민간업체 미래우항이 개발 중인 것으로 알려진 다목적 궤도 이동 비행체 퓨처-X. /사진 = 중국 국가항천국 트위터 계정

포집위성의 핵심 기술들은 이밖에도 다양한 곳에 쓰인다. 민간 우주 개발 시대를 맞아 위성 수리ㆍ보급 등 수명 연장, 우주정거장 유지 보수를 위한 궤도 서비스의 수요도 급증하고 있다. 우주 군사용 기술, 즉 적국 위성을 파괴하거나 고장내고 대기권에 재진입시켜 버리는 전투 용도로도 주목받고 있다.

이미 주요 우주 강국들은 이같은 수요에 대응해 다목적ㆍ다회용 우주선을 개발했거나 개발 중이다. 중국이 지난해 2월 스젠21호 위성을 이용해 고장 난 베이더우 위성 1기를 위성 무덤 궤도로 던져 버리는 실험에 성공했다. 중국 국가항천국도 같은해 11월 트위터를 통해 미래우항(FUTURE-SPACE)이라는 자국 민간 업체가 다기능 궤도 비행선인 'FutureX'를 개발 중이며, 2024년까지 발사해 우주쓰레기 제거, 위성 연료 보급 등에 활용할 계획이라고 밝히기도 했다. 우주 최강국인 미국도 2010년 우주왕복선 계획을 종료했지만 이후 X-37B라는 소형 우주왕복선 2대를 개발해 비밀 임무에 투입하고 있다. 일본과 유럽우주청(ESA) 등도 우주쓰레기 제거 기술을 개발해 5년 내 상용화할 계획이다.

김 과장은 "우주쓰레기 문제도 심각한데다 미국ㆍ중국의 우주 경쟁 격화 등 국가 안보를 위한 핵심 기술 개발 필요성이 제기되고 있다"고 말했다. 한 교수도 "현재 과기정통부와 함께 2026~2027년께 우리별 1호 귀환 프로젝트를 위한 포집위성 1호를 개발해 발사하는 계획을 논의 중"이라고 설명했다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr