우주감시체계(Space Surveillance System)

구(舊) 소련의 인류 최초 인공위성 발사 이후 과학기술의 급진적인 발전에 힘입어 우주공간은 지상과 바다, 그리고 하늘에 이어 인류의 새로운 활동터전으로 부각되고 있다.

또한 1967년에 맺어진 우주조약에 근거하여 우주공간에 대한 자유로운 활동이 보장됨에 따라 날로 급증하는 인공위성의 발사와 운용으로 인해 21세기는 벌써부터 우주교통체증시대, 즉 Space Traffic Jam 시대를 예고하고 있다.

북미방공사령부(NORAD)의 최근 발표 자료에 의하면 인류는 지난 40년간 약 4,000여회의 위성 발사로 23,000여 기의 인공위성을 우주공간으로 쏘아 올렸으며, 향후 10년간 해마다 100여 기의 인공위성이 추가로 발사될 전망이다.

때문에 우주에서도 물체간 충돌의 위험이 가중되고 있으며, 이로 인해 정상적인 인공위성의 운영에 차질을 야기할 뿐만 아니라 급증하는 우주 잔해물(Space Debris)로 인해 이제는 지구촌의 안전이 큰 위협을 받고 있다.

이런 문제를 해결하기 위해 우주관련 선진국들은 우주환경에 대한 감시 및 조기 예측 능력을 확보하고 자국에서 운영하고 있는 인공위성의 활동을 지속적으로 모니터하고, 기타 국내 우주시스템을 다양한 위협으로부터 보호할 목적으로 전자광학 및 레이다 우주감시체계를 설치하여 운영하고 있다.


레이다 우주감시체계

미국과 러시아는 거의 대등한 수준의 능력을 보유한 대형레이다를 통해 우주감시를 하고 있으며, 일본의 경우 NASDA 주관으로 오카마현 등 2개소에 우주 잔해물을 관측하기 위한 레이다를 운영하고 있다. 또 프랑스의 경우 자체 개발한 우주감시레이다를 프랑스 공군 주관으로 2003년도에 전력화하여 운영하고 있는 것으로 판단된다.

우주물체 감시/추적용 레이다는 지난 50년대 후반부터 장거리 탄도미사일에 대한 조기경보 역할을 담당해 오던 레이다시스템의 운영기술을 이용한 것으로서 1990년대 이후 일반 상업 및 군사 위성에 대한 추적 임무를 동시에 수행하기 시작했다.

미국에서 현재 운영 중인 PAVE PAWS는 공군 우주사령부의 레이다시스템으로 탄도미사일 및 우주감시를 목적으로 개발되어 매사추세츠 케이프 코드, 알래스카 클리어, 캘리포니아 빌 공군기지 등에 배치되어 대상 표적의 발사위치 및 예상낙하지점을 예측하고 있다.

레이다의 전반적인 운영은 자동시스템에 의해 이루어지고, 운용요원은 컴퓨터 모니터를 통해 레이다 감시 영역내 우주물체의 활동현황을 모니터하여 위협표적에 대한 경보 발령 여부만 결정하게 된다. 시스템 핵심부분인 3대의 중앙컴퓨터가 획득정보를 분석, 처리하여 표적에 대한 정밀데이터를 샤이엔 마운틴 공군기지와 전략사령부로 송신하여 전세계 인공위성 활동 감시 및 자국 위성운용 지원과 탄도미사일 위협을 경보하게 된다.


전자광학 우주감시체계 현황

한편, 레이다시스템으로 탐지 및 추적하기 어려운 고궤도(약 1,500km 이상)의 우주물체에 대한 관측 및 추적과 저궤도 우주물체에 대한 정밀 영상촬영 임무를 위해 미국과 러시아는 1960년대 초반부터 대형 망원경을 이용한 전자광학시스템을 운영해 오고 있으며, 최근 캐나다와 미국, 일본 등 선진국에서는 우주과학과 천문학 분야의 급속한 발전에 힘입어 고효율 검출기를 부착한 소형 광학시스템을 이용한 우주관측 활동을 운영 중에 있다.

현재 전 세계적으로 운영 중인 전자광학 우주감시체계 중에서 그 성능면에서 가장 우수한 첨단 관측소는 미국의 하와이 마우이섬에 설치된 마우이 우주감시소이며, 이곳에서 운영 중인 3.6m짜리 대형 망원경은 미 공군 소속 광학장비로써 위성, 탄도미사일 및 우주 잔해물 등을 관측·추적하기 위해 운영 중이다.

전자광학 우주감시체계는 크게 주망원경, 보조 망원경, 레이저 추적기로 구성되어 운영되며, 특히 주망원경에는 지구 대기층에 의해 생기는 영상 제한요소를 보정하여 고해상 영상을 획득할 수 있는 적응광학계를 적용하여 관측을 실시하고 있다.

전자광학 감시체계는 단순히 표적을 관측하여 영상 촬영하는 것 이외에도 레이저 추적기를 이용하여 위성의 속도와 거리를 측정하여 표적 정보를 목록화하고 있으며, 이는 레이다보다 그 정밀도가 훨씬 뛰어난 것으로 알려져 있다.

자국의 안전과 국가이익을 보장받기 위해 새로운 우주환경에 대한 적응과 활용이 이루어져야 함은 지극히 당연한 것이다.

서두에서 언급한 바와 같이 지상교통체증(Ground Traffic Jam)시대를 뛰어 넘어 머지않아 우주교통체증(Space Traffic Jam)시대를 맞이할 것이므로 이에 대비한 지상에서의 우주감시체계 구축과 전문적인 운용능력을 조기에 구비하여 우리의 공중영역을 우리가 직접 감시하고 관리하듯이 우리의 우주, 우리의 한반도를 지키고 보호하기 위해서는 우리의 머리 위 우주상공을 실질적으로 볼 수 있고 관리할 수 있는 능력을 갖추어야 할 것이다.

< 출처 : 월간공군 2003. 12 >