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[인터랙티브] 한반도, 소리 없는 ‘위성 전쟁’… 머리 위 감시자들
[인공위성 추적 뷰어] 지구 궤도에 떠 있는 위성의 위치를 실시간 추적하세요.
1957년 옛 소련이 최초의 인공위성인 스푸트니크 1호 발사에 성공한 이후 세계 각국은 과학, 통신, 항법, 기상 등 다양한 목적의 인공위성을 매년 경쟁적으로 쏘아 올리고 있다.
현재 지구 궤도에는 5,400개가 넘는 인공위성과 발사체 그리고 강대국들의 위성 요격 실험으로 발생한 부스러기 등 약 4만여개의 인공물체가 떠 있다.
한국일보는 미국전략사령부의 인공위성 추적탐지 사이트 스페이스트랙(Space-track.org)과 미국 상업우주분석업체인 AGI사 스페이스북(agi.com)의 우주감시 데이터를 4만여건 확보해 국가, 목적, 궤도 등을 분석했다.
지구 궤도에 떠있는 인공위성은 2월말 기준 5,461개다. 이중 약 37%(1,994개)가 미국이 운용하는 위성이다. △러시아(1,536개) △중국(391개) △일본(184개) △인도(99) 등이 인공위성을 많이 보유하고 있고 우리나라는 지난 2월19일 띄운 천리안 2B호를 포함해 22개로 세계에서 12번째로 많은 인공위성을 보유하고 있다.
인공위성은 미션과 목적에 따라 고도와 궤도의 형태가 다르다. 250~2000km 고도의 저궤도에는 지표면과 대기의 관찰, 영상 촬영을 하는 지구 관측 위성과 군사적 목적의 사진 촬영, 미사일 발사 탐지, 통신 도청 등의 임무를 수행하는 첩보위성이 위치한다. 2000~3만 6,000km의 중궤도에는 스마트폰, 자동차, 배, 항공기 등에 쓰이는 위치 정보와 군사적 목적의 군함ㆍ전투기 위치 파악, 미사일 정밀 유도를 위한 항법 위성이 자리를 잡고 있다.
정지궤도는 적도 상공 3만 6,000km 고도다. 지구의 자전주기와 위성의 공전주기가 같기 때문에 지구에서 볼 때 정지하고 있는 것처럼 보이며 항상 같은 지역을 24시간 관측해야 하는 기상 위성과 넓은 지역에 전파를 받고 보내야 하는 통신ㆍ방송 위성이 위치한다. 우리나라가 2월 발사한 환경 감시 위성인 천리안B2호도 정지궤도 위성이다.
고궤도는 가까울 때는 250km, 멀 때는 3만 6,000km 이상의 고도로 긴 타원형 궤도를 돌며 원지점 부근에서는 위성이 천천히 움직이고 지상에서 보이는 시간이 길어 통신위성과 과학위성이 위치한다.
한반도 상공은 군사ㆍ지리적 특수성으로 세계 각국의 수많은 위성들이 떠 있다. 2월말 기준 한반도 상공의 위성을 분석한 결과 한반도를 관측할 수 있는 범위에 있는 위성은 758개에 달한다. 이중 우리나라 위성은 7개로 1%에 불과하다.
한반도를 지나는 위성을 가장 많이 보유한 국가는 역시 미국으로 △비정지궤도 236개 △정지궤도 18개 등 총 254개의 위성을 운용하고 있다. △중국 170개 △러시아 48개 △일본 39개 등이 뒤를 잇는다. 위성의 목적은 △통신위성(41.2%) △과학ㆍ기술(23.7%) △기상ㆍ관측(4.9%) △정찰(3.4%) △항법(2.9%) 등의 순으로 나타났다.
군사ㆍ정찰 목적의 위성을 운용하고 있는 국가는 △미국 8개 △중국 8개 △러시아 7개 △ 캐나다 2개 △ 프랑스 1개인데, 군사 위성의 특성상 비밀리에 운용되므로 실제로는 더 많을 것으로 보인다.
세계 주요 국가들은 정찰 위성을 통해 한반도를 손바닥 보듯 들여다보며 유사시 원하는 지역의 이미지를 추출ㆍ분석한다.
정찰위성의 성능은 광학 카메라의 해상도에 주로 좌우된다. 예를 들어 해상도가 1m급이라면 수백 킬로 상공에서 지상을 촬영했을 때 가로ㆍ세로 1m의 지역을 한점으로 표현한다. 따라서 해상도의 숫자가 작을수록 이미지가 선명하고 세밀하다.
정찰위성을 보유하고 있는 국가는 미국, 러시아, 중국, 일본 등이 있다. 대표적인 정찰 위성은 미국의 키홀(HK-12)로 600Km 고도에서 지상에 있는 15cm크기의 물체를 식별할 수 있는 성능을 갖추고 있으며 △러시아 20cm급 △일본 40cm급의 정찰 위성을 운용하고 있다. 우리나라도 다목적 실용 위성인 아리랑3A를 통해 지상을 촬영할 수 있지만 카메라 해상도가 55cm급으로 정밀한 촬영이 필요한 정찰 위성으로 활용하기에는 부적합하다.
항법위성은 전 세계 어디에 있든 위성으로 위치, 속도, 시간을 파악할 수 있도록 미국 국방부가 1973년 군사적 목적으로 개발한 위성 항법 시스템(GPS, Global Positioning System)이다.
초기엔 군사적 목적으로 군함과 전투기의 위치 확인 및 미사일 정밀 폭격을 유도하기 위해 개발되었지만 1983년 9월 16일 시베리아 상공을 비행하던 대한항공 KAL 007기가 항로 이탈로 구 소련의 전투기에 의해 격투되는 사건이 발생한 후 1984년 미국 로널드 레이건 당시 대통령이 군사용 신호를 제외한 일부를 전세계에 무료로 이용할 수 있도록 민간에 개방함으로써 스마트폰 위치정보와 자동차ㆍ선박ㆍ항공용 내비게이션, 측량 장비 등에 활용되고 있다.
위성 항법 시스템은 군사적 안정성과 자국의 항법 인프라 확보를 위해 미국 지피에스, 러시아 글로나스, 유럽연합 갈릴레오, 인도 나빅, 중국 베이더우, 일본 QZSS 등이 막대한 비용을 투자하여 독자적인 위성 항법 시스템을 구축 완료했거나 구축 중이다.
중국은 오는 5월 마지막 베이더우 위성을 발사해 시스템 구축을 완성할 예정이며 일본은 2010년 9월 첫 항법 위성 발사 이후 2023년까지 총 7대의 항법위성 발사하여 독자적 항법 시스템을 구축할 계획이다.
우리나라는 아직까지 미국의 항법위성(GPS)에 의존하고 있는 실정으로 2022년부터 개발에 착수하여 2034년까지 구축을 완료할 계획이다.
한국항공우주연구원이 발표한 우주산업실태조사(2018)에 따르면 2017년 세계 각국 정부의 우주 예산은 총 762억 달러로 전년대비 35억 달러(4.8%) 증가한 것으로 조사됐다. 예산 규모를 살펴보면 미국이 433억 달러로 가장 많았고 우리나라는 5.76억 달러로 9위 수준이다. 전년 대비 우주 예산 증감률을 살펴보면 △중국 85%(36억 달러) △인도 28%(3억 달러)로 증가한 반면 우리나라는 11%(0.7억 달러) 감소했다.
지난 6일 정부는 제33회 우주개발 진흥실무위원회를 서면으로 개최하고 올해 우주개발진행 시행계획 등 3개 안건을 심의ㆍ확정했다. 올해 우주개발사업 투자 규모는 작년 대비 6.4% 증가한 6,158억원이다.
우리나라는 체계적인 우주개발을 위해 2007년부터 5년마다 ‘우주개발 진흥 기본계획’을 수립하여 실행하고 있다. 현재 3차 계획(18년~22년)을 진행 중이지만 주변국과 비교하면 투자와 속도 면에서 여전히 갈 길이 멀다. 한반도 안보와 우주개발 경쟁력 확보를 위해서는 지금보다 더 과감한 투자와 전략적 접근이 필요하다.
안경모 기자 zuckbox@hankookilbo.com
박인혜 기자 inhye@hankookilbo.com
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