미군 위성 감시망 촘촘한데…한국군 독자위성 쏘는 이유

[권혁철의 안 보이는 안보]

지난 2023년 12월1일(현지시각) 미국 캘리포니아 반덴버그 우주군 기지에서 한국의 첫 군사정찰위성을 탑재한 미국 스페이스Ⅹ사의 팰컨9 우주발사체가 발사되고 있다. 스페이스X 제공

남북 간 정찰위성 경쟁이 지난해 말에 이어 다시 벌어지고 있다. 한국은 지난해 12월 발사한 정찰위성 1호기에 이어 두 번째 위성을 4월 초에 쏘아 올릴 준비를 하고 있다. 지난해 11월 정찰위성 만리경 1호를 발사했던 북한도 다시 위성 발사 움직임을 보이고 있다.

전하규 국방부 대변인은 지난 26일 정례브리핑에서 “다음 달 초에 발사할 가능성을 두고 용역업체와 조율하고 있다”며 “발사 시기는 기상 등을 고려해서 발사 며칠 전에 스페이스엑스(X)와 최종 협의해서 결정한다”고 말했다. 한국은 지난해 12월1일 미국 캘리포니아 반덴버그 우주군 기지에서 정찰위성 1호기를 일론 머스크 테슬라 최고경영자가 설립한 스페이스엑스(X)의 팰컨9 발사체에 실어 쏘았다. 정찰위성 1호기는 운용시험 평가를 거쳐 6·7월쯤 정찰 임무를 수행할 예정이다.

지난해 12월 발사한 정찰위성 1호기는 고도 500㎞ 상공의 저궤도를 도는 전자광학·적외선(EO/IR) 위성이다. 전자광학(EO) 위성은 해상도가 높은 디지털카메라로 선명한 사진을 찍을 수 있으나, 밤이나 안개나 구름이 많이 낀 흐린 날에는 표적이 보이지 않아 촬영이 어렵다. 적외선(IR) 위성은 표적에서 나오는 열을 감지해 추적할 수 있어 밤에도 촬영이 가능하지만 안개나 구름이 짙을 경우 촬영이 불가능하다.

전자광학·적외선 위성과 합성개구레이더 위성이 찍은 사진. 방위사업청 블로그

다음달 초 발사될 정찰위성 2호기는 합성개구레이더(SAR) 위성이다. 이 위성은 해상도는 떨어지나 주야간 날씨에 상관없이 감시할 수 있다. 전자파를 지상 목표물에 쏘고 반사되어 돌아오는 신호 데이터를 합성해 영상을 만드는 방식이기 때문이다. 합성개구레이더 위성은 평시에는 북한 기계화부대 훈련, 이동 경로 등을 탐지하고 전시에는 실시간 이동 표적을 확보하는 데 쓰인다. 한국이 이미 발사한 전자광학·적외선 위성에 더해 합성개구레이더 위성을 추가로 확보하면, 낮과 밤, 날씨에 상관없이 북한 지역을 들여다볼 수 있다.

한국은 합성개구레이더(SAR) 위성 4기와 전자광학·적외선(IR) 위성 1기 등 정찰위성 5기를 2025년까지 순차적으로 지구 궤도에 올릴 계획이다. 정찰위성 5기를 갖추면 하루 12회 2시간마다 북한 미사일 기지와 핵실험장 등을 감시할 수 있다고 한다. 아울러 무게 100㎏ 미만의 초소형 위성 수십기를 쏘아 재방문 주기를 30분까지로 단축한다면 북한지역에 대한 사진과 영상 촬영 횟수가 더욱 늘어나 촘촘한 감시정찰이 가능해진다.

북한은 지난 2023년 11월22일 전날 밤 발사한 군사정찰위성 1호기 만리경-1호의 발사가 성공적으로 이뤄졌다고 밝혔다. 조선중앙통신은 이날 “국가항공우주기술총국은 2023년 11월21일 22시 42분 28초에 평안북도 철산군 서해위성발사장에서 정찰위성 만리경-1호를 신형위성운반로켓 천리마-1형에 탑재해 성공적으로 발사했다”고 보도했다. 조선중앙통신 연합뉴스

남북이 정찰위성을 확보하려는 목적은 비슷하다. 한국은 정찰위성으로 북한의 군사적 움직임을 세밀하게 감시해, 유사시 북한 핵·미사일을 선제타격(킬체인)하려고 한다. 북한은 미국의 항공모함이나 전략폭격기 등이 한반도로 전개되는 것을 신속히 파악해 무력화시키려고 한다.

한국은 세계 최고 수준의 미국 군사정찰위성의 도움을 받고 있는데 왜 정찰위성을 쏘는 걸까.

현재 한국은 군사위성 정보를 미국에 100% 의존하고 있다. 한국군은 100㎞까지 탐지가 가능한 합성개구레이더를 탑재한 금강 정찰기 등을 이용해 한국 영공에서 북한 남포~함흥선까지 영상 정보를 수집하고 있다고 한다. 남포~함흥 이북의 미사일과 핵, 전쟁지휘부 움직임 같은 전략정보는 미군에 의존하고 있다. 군사분계선 이북 종심 깊은 곳의 장사정포, 탄도미사일 등 중·장거리 무기 배치 상황은 정찰위성 등 미군 자산 도움 없이는 파악하기 어렵다.

북한의 특이 동향을 파악하고 대응하기 위해 적시성이 중요하다. 한국이 미군 정찰위성을 필요할 때 마음대로 쓸 수 없다는 근본적인 한계가 독자 정찰위성 확보의 배경이다.

북한 핵·미사일 도발 징후를 신속히 탐지하고 발사 전 이를 제거하는 선제타격체계인 킬체인 개념도. 국방부 제공

국방부는 “군정찰위성은 한국형 3축체계의 기반이 되는 핵심전력으로 북한 핵·미사일 위협에 대응하는 킬체인 역량 강화의 초석이 될 것”이라고 설명한다. 정찰위성은 킬체인에 필요한 ‘눈’ 구실을 하게 된다. 킬체인은 북한 핵시설과 이동식 핵미사일을 30분 이내 무력화시키는 통합타격체제다. 구체적으로 한-미가 정찰위성과 정찰기 등을 활용해 1분 이내에 위협을 탐지하고. 1분 이내에 식별한 이후 획득된 정보를 통해 3분 이내에 타격을 결심, 25분 이내에 목표물 타격을 완료하는 순서로 이뤄진다.

킬체인을 작동하려면 공중에서 24시간 북한의 핵심시설을 감시하는 정찰 위성, 무인정찰기, 조기 경보기가 필수적이다. 킬 체인 작동에 정보력이 절대적인데도 현재는 정보력의 상당 부분을 미군에 의존하고 있다. 북핵, 미사일 위협이 높아지자, 2018년부터 한국은 군 독자적인 임무계획 수립 및 영상정보 수집이 가능한 정찰위성 확보에 나섰다.

우주기반 감시정찰체계 개념도. 이 체계는 우주에서 목표지역에 대한 영상 정보를 획득하여 실시간으로 지상에 전송하고, 영상을 형성, 판독 및 표적을 식별하여 군사적 결심을 수행할 수 있도록 해주는 핵심 감시정찰체계이다. 국방과학연구소 누리집

독자 정찰위성은 전시작전권 환수 이후 한국군 주도의 작전 수행에도 필요하다. 전시에는 모든 표적을 공격할 수 없으므로 우선순위에 따라 표적을 선정하여 공격한다. 표적 정보에 가장 중요한 것은 핵심시설목록인데, 이 목록에는 취사선택된 핵심시설과 좌표가 들어있다. 미군은 전 세계 주요국가의 모든 시설목록을 갖고 있기 때문에 전세계 필요한 지역 어디든 가서 전쟁을 수행할 수 있다.

미군은 북한에 대해서도 2만5천개 이상의 군사·비군사 시설 목록을 갖고 있다. 이 목록을 바탕으로 유사시 한-미가 북한 종심 표적을 공격한다. 한국이 전시작전통제권을 환수하면 북한시설목록의 작성과 수정 보완을 미군에게 의지할 수 없다. 독자 군사정찰위성은 전시작전권 환수에도 중요하다.

권혁철 기자 nura@hani.co.kr