軍정찰위성 3호기, 12월 셋째주 발사…내년엔 고체 우주발사체

(서울=뉴스1) 박응진 기자 = 한국형 킬체인(Kill Chain)의 핵심 감시·정찰 자산인 군 정찰위성(425사업) 3호기가 오는 12월 크리스마스(성탄절) 전후에 발사된다. 소형 인공위성을 독자적으로 지구 저궤도에 투입하기 위한 한국형 고체연료 추진체계를 적용한 우주발사체의 4차 시험발사는 내년에 이뤄진다.

23일 뉴스1이 국회 국방위원회 소속 강대식 의원실에 의뢰해 국방부 및 방위사업청으로부터 제출받은 자료에 따르면 425사업 3호기는 오는 12월 3~4주차 미국 캘리포니아 소재 반덴버그 우주군 기지에서 발사된다.

현재 우리 정부는 미국의 민간 우주탐사 업체 '스페이스X'와 세부적인 발사 일정을 협의하고 있다. 3호기는 1·2호기와 마찬가지로 스페이스X의 '팰컨9' 로켓에 실려 궤도에 오를 예정이다.

3호기는 당초 11월 발사 예정이었지만, 지난 7월과 9월에 팰컨9의 발사 과정에서 기체이상이 발생해 미국 연방항공국(FAA)이 발사 일시중단 조치를 내려 3호기의 발사 시기도 12월 말로 조정됐다.

반덴버그 우주군 기지는 작년 12월 1호기가 발사됐던 곳으로, 1년 만에 같은 장소에서 3호기의 발사가 이뤄지는 것이다. 2호기는 지난 4월 미국 플로리다주 소재 케이프커네버럴 공군기지에서 발사됐다.

3호기는 발사를 앞두고 국방과학연구소(ADD) 주관으로 주요 작전운용성능 및 기타 요구성능 등 총 63개 항목에 대한 개발시험평가를 받기도 했다.

군은 425사업에 따라 내년까지 SAR(합성개구레이더) 위성 4기(2~5호기)와 EO(전자광학)·IR(적외선) 위성 1기(1호기) 등 총 5기의 고해상도 중대형(800㎏~1톤급) 군사정찰위성을 확보할 계획이다.

1호기에 탑재된 전자광학 카메라는 가시광선을 활용해 지상의 영상을 직접 촬영하는 방식으로 일반인도 쉽게 알아볼 수 있으며, 적외선 센서는 물체의 온도 차에 따라 구분되는 적외선을 검출해 영상정보를 생성하기 때문에 야간에도 촬영이 가능하다는 장점이 있다. 다만 기상 조건에 영향을 받는다.

반면 SAR 위성은 레이다에서 전파를 발사해 반사돼 되돌아오는 신호를 수신한 후 영상을 생성하는 방식으로, 기상에 상관없이 영상을 획득할 수 있다.

425사업에 따라 위성 5기가 모두 궤도에 진입해 전력화되면 우리 군은 약 2시간 간격으로 북한의 핵·미사일 도발징후 탐지 및 종심지역 전략표적을 감시를 할 수 있는 역량을 갖추게 된다.

425사업이 마무리 되면 북한의 핵·미사일을 발사 이전에 차단하는 킬체인 능력이 향상돼 한국형 3축 체계의 완성도 또한 높아질 것으로 전망된다.

국방부는 "3호기는 1·2호기와 함께 우리 군 최초 군집위성으로 구성돼 재방문 횟수를 증가시키고 기상조건에 영향 없이 전천후 감시가 가능하게 할 것"이라며 "4·5호기는 2025년 발사를 준비하고 있다"라고 설명했다.

우리 군은 425사업 이후 2030년까지 한국형 고체연료 우주발사체를 활용한 소형·초소형 정찰위성 50~60기 확보도 추진 중이다. 고체연료 추진체계 발사체는 탑재 중량이 가벼운 소형 관측·정찰위성이나 초소형 위성 다수를 지구 저궤도에 띄우는 데 적합하다는 평가를 받는다.

구체적으로 2026년 검증위성, 2028~29년 SAR 위성, 2030년 EO 위성이 발사될 예정이다. 초소형 정찰위성까지 확보하면 30분 단위로 한반도를 정찰할 수 있게 된다.

이를 위해 군 당국은 현재 ADD를 중심으로 고체연료 추진체계를 적용한 우주발사체를 이용해 인공위성을 임무 궤도에 진입시키는 데 필요한 기반 기술을 연구·개발 중이다.

지난 2022년 3월과 12월에 충남 태안 소재 ADD 종합시험장에서 고체연료 우주발사체의 1·2차 시험발사가 각각 성공적으로 진행됐다. 3차 시험발사는 작년 12월 제주 남방 약 4㎞ 해상의 바지선에서 이뤄졌다.

막바지 단계인 4차 시험발사는 내년에 이뤄질 예정이다. 1·2차 땐 2~4단 추진체만 이용했고, 3차 땐 1단과 3~4단 추진체를 결합해 발사했는데, 4차 땐 처음으로 1~4단을 모두 결합한 '완성체'를 발사할 예정이라고 국방부는 설명했다.

우주발사체 최상단 탑재체의 바로 아래에 결합되는 4단 추진체는 탑재체 분리 단계에서 미세 조종을 필요로 하기 때문에 1~3단과 달리 액체연료를 사용한다.

1~4단이 모두 결합된 우리 군의 고체연료 발사체는 탑재중량 500~700㎏ 수준의 위성을 지구 저궤도에 올릴 수 있다. 군 당국은 이후 위성 탑재중량을 1.5톤까지 늘리기 위한 대형화 기술도 개발한다는 방침이다.

특히, 1·2차 때 탑재체가 더미(모형)이었던 것과 갈리 4차 땐 3차와 마찬가지로 실제 위성을 실어 발사될 예정이다.

군 당국은 3차 발사를 통해 추진기관별 성능 검증을 포함한 고체연료 추진체계 우주발사체 개발의 핵심기술 대부분을 검증했지만, 5차 등 추가 시험발사 가능성도 열어두고 있다.

국방부는 "향후 한국형 3축 체계의 핵심인 우주기반 감시정찰 능력 확보를 가속화하고, 군 소형위성을 신속히 지구 저궤도에 투입할 수 있는 독자적 우주능력을 확보하기 위해 고체추진 우주발사체 개발을 추진해 나갈 계획"이라고 강조했다.

한편, 김정은 노동당 총비서가 작년 12월 전원회의에서 올해 안에 정찰위성 3개를 쏘아 올리겠다고 밝힌 가운데 북한이 올해 5월 발사 실패 이후 "실패 원인을 보완해 재발사를 준비하고 있는 것으로 평가된다"라고 국방정보본부는 전했다.

국방정보본부는 또 작년 궤도에 오른 북한의 정찰위성 '만리경 1호'가 "저화질의 광학영상 촬영만 가능한 수준으로, 효용성이 매우 낮은 것으로 평가된다"라고 덧붙였다.

이와 관련 북한이 러시아에 전투병을 파병한 대가로 북한은 러시아로부터 정찰위성 성능을 향상시키는 비법을 전수받았을 수 있다.

pej86@news1.kr