[단독] 軍, 초소형 정찰위성 44기 쏜다…한화·KAI, 막오른 수주戰

북한이 최근 정찰위성 '만리경 1호'를 우주 궤도에 안착시켰다. 만리경 1호는 고도 500㎞에서 하루 2~4번 한반도 상공을 지날 것으로 예상돼 한국의 안보 불안도 커진 상태다. 우리 군은 2028년부터 초소형 SAR(영상 레이더) 위성을 44기 가량을 궤도에 올려, 북한의 도발에 맞불을 놓을 계획인 것으로 확인됐다.

현재 우리 군은 기존의 425사업 위성을 통해 SAR 위성 4기와 전자광학 위성 1기을 이달 30일 부터 쏠 계획이다. 하지만 425 사업을 통한 대형 정찰위성이 모두 궤도에 올라도 정찰 주기가 2시간 가량에 달해 북한의 미사일 발사 등을 감시하는 데 '사각시간'이 있다는 지적이 있어왔다.

한화시스템의 초소형 SAR 위성이 지구 궤도를 돌고 있는 개념도/ 한화시스템

결국 북한을 24시간 공백 없이 감시하려면 대형 정찰위성보다 값이 싸 훨씬 많은 규모로 운용할 수 있는 소형 또는 초소형 정찰위성이 필요하다. 44기의 초소형 SAR 위성은 이같은 대형 정찰위성의 공백을 메꾸기 위한 프로젝트다.

초소형 SAR 사업은 국내 대형 방산업체 간의 경쟁을 통해 최종 모델이 2027년께 결정될 예정이다. 더 좋은 성능의 정찰위성 개발 경쟁이 국내에서도 치열해질 것으로 예상된다. 우리 공군은 우주전에 대비해 이른바 '스페이스 오디세이' 프로젝트를 추진하고 있다. 레이저로 우주 물체 및 위성을 추적·감시하는 기술 등도 포함된다.

한화시스템, 연내 연구용 SAR 위성 발사

ADEX 2023 전시회서 선보인 한화시스템 SAR 위성 모형 / 김동현 기자

'초소형 위성체계 개발 사업'은 고성능 영상을 구현하는 위성에 탑재되는 SAR를 통해 정밀한 감시와 정찰을 하도록 계획됐다.

SAR는 공중에서 지상 또는 해양에 레이더파를 순차적으로 쏜 뒤 레이더파가 반사돼 돌아오는 미세한 시간차를 순서대로 합성해 지형도를 만들어 내는 시스템이다. 레이더를 사용하기에 밤에는 물론, 악천후에도 영상 정보를 얻을 수 있다. 초소형 SAR 위성이 우주 분야 판도 바꿀 '게임 체인저'로 꼽히는 이유다.

군은 이같은 초소형 위성을 1차로 44기(EO·IR 4기, SAR 40기) 만들어, 군집 위성으로 활용할 계획인 것으로 전해졌다.

한화시스템 SAR 위성이 탑재체에 들어간 모습 개념도. / 한화시스템

한화시스템은 최근 자체 제작한 ‘소형 SAR 위성’을 연내 제주도 남쪽 해상에서 우주로 발사한다고 밝혔다. 한화시스템이 개발한 초소형 SAR위성은 고해상도 지구관측 위성으로, 일반 위성과 달리 탑재체·본체·태양전지판이 일체화된 형태다. 해당 위성은 '연구개발' 검증 목적으로 만든 위성이어서, 본격 실전 정찰위성으로 쓰이지는 건 아니라는 게 한화 측 설명이다.

실전용 SAR 위성은 별도로 개발 중이다. 지난 5월 한화시스템은 국방과학연구소(ADD)와 679억원 규모의 SAR 검증위성 1기의 개발 계약을 맺었다.

연말에 발사하는 연구용 위성을 기반으로 ADD와 함께 실전용 SAR 위성을 개발할 것으로 알려졌다. 방산업계 관계자는 "현재 정부의 목표는 2026년 하반기 SAR 검증위성을 발사해 성능을 확인하고, 2028년부터 다수 초소형 위성을 순차적으로 발사하겠다는 것"이라고 밝혔다.

ADEX서 선보인 KAI의 초소형 SAR 위성 모형./ 김동현 기자

흥미로운 점은 이번 사업이 한화시스템과 KAI의 양자 구도로 진행된다는 점이다.KAI 역시 지난 5월 ADD와 670억원 규모로 SAR 검증위성 개발 계약을 체결했다.

계약 기간은 2027년 6월까지 약 4년으로 위성 개발은 물론 위성 발사와 우주 공간에서의 임무 테스트 등을 진행할 계획이다. 정부가 비슷한 지원금을 KAI 및 한화시스템에 지원해 주고, 더 나은 성능을 발휘하는 위성 제조사에 44기 위성을 모두 몰아줄 것으로 예상된다.

지난 달 ‘서울 국제항공우주·방위산업전시회(ADEX)'에서 KAI 역시 계획중인 초소형 SAR 모형(목업)을 처음 공개했다. KAI 측은 "뉴스페이스 흐름에 맞게 초소형 SAR 위성을 소형·경량화할 예정"이라며 "중량 150㎏ 이하, 경사궤도 500㎞로 설계할 것"이라고 밝혔다. S·AR은 고해상·표준해상·광역관측 모드로 구분해 다양한 용도로 사용할 수 있도록 만들 것으로 예상된다.

KAI와 한화시스템 중 어느 업체가 선정될 지는 미지수다. 다만 한화시스템이 먼저 연구용 위성을 쏘아올리는 등 SAR 위성 관련 기술을 먼저 확보해 다소 유리한 고지에 있다는 평가다. 방산업계 관계자는 "결국 2026년께 어느 업체의 위성이 더 고성능을 내면서도 값싸게 만들 수 있냐가 관건이 될 것"이라고 밝혔다.

내년 레이저 위성요격 기술업체도 선정

군은 한반도 상공을 지나는 인공위성과 우주 물체에 대한 감시·추적 능력을 확보하기 위한 기술도 개발한다. 스페이스 오디세이 프로젝트 중 '고출력 레이저 위성추적체계'가 내년께 본격 업체 선정 등이 진행될 것으로 예상된다.

레이저 기반 우주물체 감시·추적 기술 개념도 / ADD

이 사업은 한반도 상공을 통과하는 인공위성을 탐지·측정해 우리 위성과 우주물체의 충돌 등 우주위험에 대비하기 위한 우주감시 전력을 갖추는 것이다. 특히 유사시 적국 위성에 대한 고출력레이저를 쏴 능동적 소프트킬 기능(대즐링)도 갖춘다는 계획이다. 이같은 사업이 진척되면 지상에서 레이저로 우주 궤도를 도는 적 위성을 무력화하는 전쟁이 가능해질 전망이다.

군 당국은 레이저로 인공위성·킬러위성(적 군사 위성을 파괴할 목적으로 만든 인공위성) 등 우주 물체를 추적·식별하는 기술 개발을 위해 오는 2025년까지 약 450억 원의 예산이 투입하기로 했다. 2021년부터 선행연구를 시작해 이미 해당 연구는 마무리된 것으로 전해졌다.

김동현 기자 3code@hankyung.com