지난 2021년 11월 새벽 러시아에서 흔히 ‘우주전쟁’이라 일컫는 ‘국방 우주전’이 현실화되는 장면이 연출됐다. 러시아가 위성 요격 미사일(ASAT)을 발사해 가동이 중단된 옛 소련의 첩보인공위성인 ‘코스모스 1408’을 파괴했다. 이때 생긴 다량의 우주 파편 때문에 국제 우주정거장(ISS)의 우주인들이 대피를 준비하는 소동이 일어났다. 마치 영화 배우 샌드라 블록이 주연으로 나온 2013년 SF 영화 ‘그래비티’가 현실에서 그대로 벌어질 뻔했던 것이다. 아무 일도 없었지만 미국과 러시아는 책임 소재를 놓고 격한 공방전을 벌였다.
미국과 러시아, 중국, 유럽 등의 군사 강국들이 수 많은 정찰위성에 공을 들이며 우주로 쏘아 올리고 있다. 위성이 현대전의 핵심 전력이기 때문이다. 미국은 1991년 걸프전부터 위성의 위력을 확인한 이후 정찰위성을 군사･안보적 측면에서 적극적으로 활용하고자 군 정찰위성만 300여 기 이상 쏘아 올린 것으로 알려졌다.
이처럼 정찰 위성에 대한 의존도 또한 높아지게 되면서 미국과 군사적 긴장 관계를 가진 나라들, 특히 러시아와 중국 등은 이런 점을 인식하면서 위성공격무기(ASAT) 개발에도 국방력을 집중하고 있다. 우주 선진국들은 우주 자산 개발과 동시에 ASAT와 같은 우주 자산을 공격하는 기술 개발도 함께 진행하고 있다는 의미다.
유사시 선제 공격을 위함도 있겠지만, 존재 자체로 타국에 위협을 주어 자국 우주 자산을 보호할 수 있는 역할도 할 수 있다는 이유에서다. 앞으로는 감시 기능에 그치지 않고 우주에서 지구를 공격할 수 있는 공격용 무기를 장착한 공격위성 등도 잇따라 개발해 쏘아 올릴 것이라는 관측이 나오는 까닭이다.
이 같은 국방 우주전의 흐름은 우주에서 지상을 공격하는 미사일이 장착된 공격위성이 자국의 상공을 떠다니며 주요 군사시설을 정밀 타격할 수 있다고 가정할 수 있어서 현대전의 개념 자체가 달라질 수 있다. 따라서 ASAT는 ‘창’이자 ‘방패’ 개념의 무기체계로 그 중요성은 더욱 커질 수 밖에 없다.
ASAT는 ‘창’이자 ‘방패’ 개념 무치체계
양지원·남지우 한국국방연구원(KIDA) 선임연구원이 최근 발표한 ‘국방 우주력의 핵심 전력자산, 위성공격무기’ 보고서에서 따르면 ASAT 운용 방식은 하드 킬(Hard-Kill) 방식과 소프트 킬(Soft-Kill) 방식으로 나눌 수 있다. 우선 하드 킬 방식은 물리적 충돌을 통해 목표 위성을 손상시키거나 파괴하는 방식으로 가장 대표적인 것은 지상이나 항공기에서 발사하는 요격 미사일이 있다. 전투기에 실려 발사되는 요격 미사일은 저궤도 위성에 치명적으로, 현재까지 위성요격 실험에 성공한 나라는 미국과 러시아, 중국, 인도 등이다.
다음으로 우주궤도에 머물다가 명령이 떨어지면 적국 위성을 공격하는 킬러위성이다. 대표적으로 적 위성을 미행하다 자폭해 파괴하는 자폭위성(우주기뢰)이 있고, 파괴하고자 하는 적 위성에 기생충처럼 근접해 비행하다 유사시에 적 위성을 파괴하는 기생위성이 이에 해당된다.
다만 하드 킬 방식은 해당 위성 파괴로 그치지 않고, 수많은 파편을 발생시켜 다른 위성에 막대한 피해를 줄 수 있다. 세계 각국은 위성 파편 등 우주 쓰레기가 자신의 위성에 영향을 미치지 않을까 우려하고 있다. 2022년 유럽우주국(ESA19)) 통계에 따르면 지름 1mm 이상 우주쓰레기는 1억 3000만개에 이르고, 이들은 자동소총 총탄보다 8배나 빠른 초속 7.5km로 우주를 돌고 있는 상황이다. 이 때문에 최근에는 많은 나라에서 소프트 킬 방식을 중심으로 ASAT 개발이 진행되고 있는 것으로 알려졌다.
소프트 킬 방식은 물리적 충돌 없이 지향성 에너지나 해킹을 이용하여 위성의 정상적인 운항을 방해하거나 일부 기능을 일시적･영구적으로 교란･마비･파괴시키는 방법으로 우주쓰레기 문제를 야기하는 하 드 킬 방식에 비해 국제 사회 비난에서 자유로울 수 있을 뿐만 아니라 스텔스 무기와 같이 사용될 수 있다는 장점에서다.
소프트 킬 방식의 대표적인 공격 형태다 전자파다. 전자파를 이용할 경우 태양에서 발생하는 자기폭풍에 영향과 구분하기 어렵고, 한시적으로 피해를 주다가 재밍(jamming) 공격을 멈추면 원래의 상태로 돌아오기 때문에 상대에게 발각될 가능성이 낮다는 장점 때문이다.
또 다른 방법으로 레이저를 이용하는 방식이다. 레이저 무기의 경우 공격목표인 인공위성을 직접 태워버릴 수도 있지만, 레이저 빔으로 인공위성을 밀어내 정상적인 지구 공전 궤도에서 이탈시켜 인공위성의 활동을 방해하거나 기능을 무력화하는 것이 가능하다.
이 방식의 공격은 물리적인 물증이 남지 않고 탐지하기도 힘들어 피해국으로선 자국 위성이 공격을 당한 것인지 아니면 위성이 고장을 일으키거나 다른 우주공간의 자연현상으로 추락한 것인지 확인하기 어려워 매우 효과적인 공격이 될 수 있다.
해킹도 하나의 방법이 된다. 위성은 지상에서 명령을 내릴 수 있다. 그러므로 지상의 관제소나 위성의 컴퓨터를 해킹한다면 위성을 지구로 떨어트리도록 하는 명령을 내리거나 수백 기 이상의 위성망을 일거에 무력화시킬 수도 있다.
전자파·레이저 등으로 적 위성 무력화
주목할 점은 ASAT는 미래전의 무기체계가 아닌 현재 사용 중인 무기체계라는 것이다. 이미 공격 사례가 다수 존재한다. 2022년 2월 말 러시아의 우크라이나 침공 과정에서 항법위성과 상업용 위성의 통신 신호를 교란하는 목적의 사이버 공격이 발생했다. 그 결과 전쟁 초기 미국 비아샛(Viasat)의 통신위성 기능이 한때 마비돼 우크라이나와 주변 지역의 위성통신용 모뎀이 제대로 작동하지 않았다.
같은 해 3월에는 우크라이나에 위성 인터넷 서비스를 제공한 일론 머스크의 스타링크에 대한 러시아의 전파방해 시도도 이어졌다.25) 전쟁 발발 전인 2021년 7월에는 ESA의 인공위성 센티넬(Sentinel)-1이 우크라이나와 인접한 러시아의 로스토프 지역을 지나던 중 전자전 공격으로 추정되는 전파 교란을 당한 적이 있다. 센티넬-1 위성은 일명 합성개구레이더(SAR26))로 지상 영상을 촬영해왔는데 러시아 지역에서 발사된 것으로 추정되는 고주파 전자파 공격을 받아서 로스토프 지역 촬영 영상 일부가 훼손돼 알아보기 힘들게 됐다.
이 때문에 최근 미국이 러시아가 우주에서 인공위성을 무력화할 수 있는 새로운 핵무기 개발을 서두르고 있는 것으로 파악됐다고 전 세계에 경고하기도 했다. CNN 보도에 따르면 러시아가 폭발 시 엄청난 에너지 파동을 일으켜 (우주에서) 위성을 파괴할 수 있는 핵무기를 개발하고 있다. 이는 위성 형태로 일정 궤도에 올린 핵무기가 폭발하면서 일으키는 전자기파(EMP) 공격을 의미한다.
CNN은 그러면서 러시아가 실제로 핵 EMP 공격에 나설 경우 미국의 핵 지휘·통제 위성은 물론 전 세계의 휴대전화와 인터넷, 위성항법장치(GPS) 등 위성 기반 체계가 완전히 먹통이 되면서 일상생활이 멈춰설 수 있다고 분석했다. 또 미국이 중국에 관련 사실을 거론하면서 “중국도 피해를 볼 수 있다”고 경고하는 등 사실상 공동 대응을 요구했다”고 보도했다.
세계 최대 정찰위성 보유와 위성 요격능력을 시험한 미국은 우주전력에 있어서 가장 앞선 국가이지만, 이를 대응하기 위한 각국의 움직임도 빨라지고 있다. 당장 우주기술에서 미국을 빠르게 따라잡고 있는 중국은 미국의 최대 강점이면서도 약점인 전장 네트워크를 무력화하기 위해 비대칭적인 위성공격 능력 개발에 상당한 공을 들이고 있는 것으로 알려졌다.
챈스 살츠먼 미 우주군 작전사령관이 지난해 3월 미국 상원 군사위원회 청문회에 출석해서 중국은 적국 위성의 센서를 무력화 혹은 방해할 수 있는 지상 기반 레이저 무기, GPS 및 위성통신을 방해하는 전자파 재밍 시스템, 대위성미사일을 보유하고 있다고 보고했다.
특히 고도 3만 5000km가 넘는 지구 정지 궤도에서도 위성을 파괴할 수 있는 대위성 무기 시스템을 개발하고 있는 것으로 추정되며, 중국은 이미 다른 위성을 옮기거나 물리적으로 조종할 수 있는 능력을 갖추고 있다는 것을 보여줘 이를 무기화한 궤도 위성 시스템을 실험하고 있는 중으로 것으로 전해졌다.
미 국방부는 저궤도 위성 파괴 미사일, 위성 마비용 레이저 등 중국의 위성 공격 기술은 지금 미국과 대등한 수준이라고 평가하는 것으로 알려졌다. 이를 반증하듯 중국 국영 항공우주기업의 연구 인력은 30여만 명으로, 미국 NASA의 연구인력 1만 8000명의 18배에 달하는 것으로 전해졌다.
中, 정지 궤도서 위성 파괴 무기체계 갖춰
세계 최초로 인공위성을 쏘아 올린 러시아는 우주전력에 의존하고 있는 미국에 대응하기 위해 위성을 파괴하거나 무력화할 수 있는 무기체계를 적극적으로 개발하고 있는 것으로 전해졌다. 대표적인 ASAT로는 페레스벳(Peresvet)이 있다. 페레스벳은 레이저 무기로 상세한 내용이 공개되지는 않았으나, 원자력을 에너지원으로 하며 항공기나 인공위성 공격이 가능할 수 있는 것으로 추정된다.
실제 2018년 3월 블라디미르 푸틴 대통령이 발표한 6개의 전략 무기 중 하나로 같은 해 12월 실전 배치되기도 했다. 이외에 통신위성을 교란하기 위한 티라다(Tirada)-2와 저궤도 위성을 교란하기 위한 크라수카
(Krasukha)-4, 미국의 정찰위성 KH-11의 하나인 USA 245와 궤도를 동기화해 추적하는 코스모스(Kosmos) 254232) 등도 보유하고 있다.
중국과 러시아와 함께 북한은 미국이 주목하는 국가다. 미국의 외교･안보 싱크탱크인 전략국제문제연구소(CSIS34))는 ‘우주 위협 평가 2019’ 보고서에서 미국의 인공위성 체계에 위협이 될 수 있는 북한의 능력을 언급하기도 했다. 유도장치를 갖추지 않은 조악한 형태의 위성 공격용 미사일을 목표물 인근에서 폭발시키는 것은 가능해 잔해들이 차후 발사될 인공위성의 운행에 차질을 초래할 수 있다고 지적했다. EMP, 즉 전자기파 무기와 GPS 신호 교란 능력, 해킹 공격 능력 등 비활동성 요소는 미국의 인공위성 운용에 위협이 될 수 있다는 평가다.
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