美, 고도400km 비행체 ‘10cm 해상도’로 관측

 

美, 고도400km 비행체 ‘10cm 해상도’로 관측

[도깨비뉴스] 2008년 02월 20일(수) 오후 06:05

 

 

우주를 본다! 공군 眼力(안력) 증진 프로젝트 망각은 신이 인간에게 내려준 가장 큰 선물이라고 한다. 우리 앞에 놓여진 피할 수 없는 운명을 늘 마음속에 담아두고 있다면 우리는 행복하게 인생을 살 수 없을 것이다. 지난 해 세상을 떠들썩하게 만들었던 소식 중에서 우리가 잊고 있었던 치명적일 뻔했던 운명이 하나가 우리가 망각하고 있던 가운데 지나갔다.

지난 해 미국 애리조나 대학 카탈리나 탐사팀에 의해서 발견된 소행성 '2007 TU27'(지름이 무려 250m)이 1월 29일 지구와 달 사이 거리의 1.4배 떨어진 곳을 지나갔다. 인류가 하늘을 관찰해 온 유구한 역사 이래 이처럼 거대한 행성이 이처럼 가까지 지나간 적이 없었다고 한다.

아주 조금만 방향이 틀어졌다면 나는 지금 이글을 쓰지도, 독자 여러분은 이글을 읽을 수도 없었을 것이다.악몽을 꾸고 싶지 않아 그런 일이 있었다는 것을 처음 알게 된 분들은 등줄기에  땀이 한 줄기 타고 흘러내렸을 것이다. 그리고 이런 질문을 하고 싶을 것이다. “우린 뭘 할 수 있지? 누가 그런 일이 있을 거라고 말해 줄 수 있나?”

 

 

그 해답이 바로 항공 우주 감시체계 구축에 있다. 우리가 우주를 정밀하게 관측하고 감시할 수 있는 능력이야말로 그러한 치명적인 재난을 미리 예측하고 대책을 세우는데 필요한 가장 핵심적인 것이기 때문이다. 그리고 그러한 핵심 능력은 그대로 인공위성 감시에 적용할 수 있다.

또 다른 소식이 있다. '2007 TU27'이 지구와의 근접점을 지나간 바로 그날, 펜타곤은 누군가에게는 또 하나의 커다란 재앙이 될지 모르는 소식을 공식 확인했다. 미국이 1990년부터 발사한 첩보위성 KH-11 중 하나로 추측되는 위성체가 통제력을 상실해 3월쯤 지구상으로 추락할 우려가 있다는 것이다.

무게 10톤에 버스 크기만 한 이 대형 위성이 대기권으로 진입할 경우 마찰에 의해서 몸체가 분해되면서 수많은 파편과 탑제한 액체연료를 대기 중에 뿌릴 것으로 예측하고 있다.

Meteor Shower(유성우, 流星雨 : 유성파변이나 유성군이 지구의 대기권 내로 진입하면서 생기는 현상)같은 아름다운 풍경을 기대하고 있다면 당신은 지나친 낭만주의자! 파편이 우리가 살고 있는 곳으로 떨어진다는 끔찍한 상상은 접어두고라도 위성 제어를 위해 탑재해 둔 하이드로진(암모니아와 유사한 냄새를 지닌 무색의 액체로 유독성 화학약품으로 분류하며, 단순 접촉도 인체에 유해한 독성물질)이 뿌려진 공기를 마실지 모른다는 생각을 하면 잠이 오지 않는다.

눈을 감으면 거대한 운석이 인공위성의 파편과 함께 날아오는 악몽을 꿀 것만 같기 때문이다. 눈과 눈을 연결한 네트워크 3000개가 넘는 위성이 상공에 떠 있고, 매년 100여기의 인공위성이 하늘로 쏘아 올려지는 우주교통난(?) 시대에 살고 있는 우리에게 하늘을 감시하는 것은 이제 헐리우드 영화 속에나 나오는 거대하고 아름다운 장면에만 그쳐서는 안된다.

그렇다고 모든 일을 접어두고 하늘만 쳐다보며 살 수만은 없지 않은가? 아니면 Pave Paws 레이더(좌측)와  광학관측소 등 우주감시체계를 잘 갖춰놓고 있는 미국의 정보에 의존해야 하는데, 자존심이 조금 상한다.

결국 우리가 보유하고 있는 자산을 최대한 활용하여 감시체계를 구축하고 국제적 네트워크에 참여해 통합자산으로 활용할 수 있을 때 비로소 가슴을 활짝 폄과 동시에 위성이 떨어질지 모른다는 불안한 기우를 접을 수 있을 것이다. 다행히 우리는 추적망원경을 제외하고 그러한 감시체계에 필요한 거의 모든 것(추적소프트웨어, 자동제어 기술, 망원경 설치돔, 기타 기반시설 등 추적체계에 필요한 기술 및 설비)을 갖추고 있다. 

그렇다면 우리에게 무엇이 필요한지 다시 언급하지 않아도 잘 알 수 있을 것이다. 미래 전장환경을 고려할 때 군사적인 측면에서도  필수적인 항공우주감시체계는 지금 어떤 모습이며, 과연 우리에게 어떤 의미가 있을까?미공군의 눈(眼), MSSS(Maui Space Surveillance Site) 미국은 군사전략의 기본 개념에 결정적인 시간, 결정적인 장소에 압도적인 전투력을 투입한다는 것을 담고 있다.

이것을 항공우주력이라는 분야에 확대하여 적용할 경우, 우주를 감시하고 그 공간의 군사적인 사용에 대한 독점권을 획득하는데 압도적인 우위를 이루는 것은 어떻게 보면 당연한 목표라고 하겠다.

 

그러한 목표를 달성하기 위해서는 작은 물체 하나도 놓치지 않고 24시간 우주를 감시할 수 있어야 하는데, 수천 개의 위성체가 지구를 뒤덮고 있는 지금, 적대국의 탄도탄에서 위성체까지 군사적인 측면에서 감시해야할 대상이 너무나 많아져 버렸다.

 

 

AMOS(Air Force Maui Optical & Supercomputing Site) 3000미터 높이의 Haleakala산 정상에 자리잡고 있는 마우이 우주감시소는 대기오염의 적고 청정한 공기로 인해서 기상이 상대적으로 안정적인, 우주를 감시하기에 최적의 조건을 갖춘 곳이다.

작게는 직경 80㎝에서 3.67m에 이르는 고성능의 망원경을 포함하여, 광선을 이용한 추적장비까지 다양한 센서들을 장착한 망원경군은 고도 300㎞에서 22000㎞ 궤도 사이를 지나는 모든 물체들을 실시간으로 감시, 추적하여 그 정보들을 미공군 전략사령부로 송출하는 능력을 보유하고 있다.

예를 들어 고성능 전자광학시스템(Advanced Electro-optical System)을 사용하면 400㎞ 고 궤도를 비행하는 인공위성을 약 10㎝의 해상도로 관측하여 감시하고 식별하여 이를 추적할 수 있다. 밝은 낮이건 칠흑같이 밤이건 상관없이 말이다. 

AEOS 개발비용만 1억 4천 4백만 불이 든 최첨단 추적 망원경인 AEOS는 군사시설이기 때문에 안타깝게도 다른 천문대에 있는 망원경처럼 민간인들이 둘러볼 수 있는 기회가 없다. (운영은 민간인 엔지니어들이 담당하고 있다.) 하지만 사진 만으로도 그 위용을 쉽게 짐작할 수 있다. 아래의 사진을 보면 반사판의 크기가 사람의 두 배에 이른다.

 

 

이 최첨단 광학 추적 망원경은 미사일이나 항공기는 물론, 앞에서 설명한 것처럼 고궤도를 빠르게 날아가는 위성체를 초당 18도의 범위까지 추적할 수 있으며, 가시광선과 적외선 영역을 이용해 24시간 감시할 수 있다.

 

 

MOTIF(Maui Optical Tracking and Identification Facility) 좌측의 1.6m 직경의 망원경은

고성능의 3축을 가지고 역동적으로 작동하며, 176㎞에서 36,000㎞ 사이의 고도에서 비행하는 20등급 이하의 희미한 물체까지 추적이 가능하다. 영상판독은 200㎞ 고도에서 0.5m의 크기까지 가능하다.

1982년부터 운용하고 있는 이 망원경은 보정 결상광학계를 장착하고 있어서 주간 근 적외선 이미징 시스템과 결합하여 24시간 대기소광효과를 보정하여 분석 정확도를 높일 수 있다. 아래 사진에서는 한 개의 축 양쪽에 동일한 크기의 망원경이 달린 독특한 모습을 볼 수 있다.

 

 

이 한 쌍의 1.6m 망원경은 통상적인 경사축에 고정되어 위성체들을 감시한다. 이밖에도 레이저빔을 이용하여 비행체까지의 거리를 실시간으로 추적할 수 있는 0.64m와 0.91m 직경의 LBD(Laser Beam  Director)와 0.8m의 BDT(Beam Director Tracker)는 주로 저궤도 위성과 미사일, 그리고 항공기를 추적하는데 사용된다.

 

 

지금까지 소개한 마우이 우주감시소의 다양한 종류의 관측, 추적 장비들은 기본적으로 비행체관측에 중첩 사용된다. 하나의 비행체에는 둘 이상의 장비에서 나온 정보를 바탕으로 분석된다. 마우이 우주감시소는 군사목적뿐만 아니라 대기과학이나 천문학 분야의 민간목적 연구 및 실험을 지원하지만, 미공군은 주로 전략미사일 방어체계와 미 항공우주국, 제트추진 연구소 등의 과제를 수행하고 있다.

 

 

이러한 감시소는 하와이 마우이 이외에도 뉴멕시코주의 소코로(Socorro), 디에고 가르시아(Diego Garcia), 그리고 스페인의 모론(Moron)에도 있다. 물론 이 네 곳의 망원경군들은 에드워드 공군기지에서 원격조종 가능하다.

이러한 감시체계에는 위에서 설명한 시설들 이외에 많은 원격장비들과 연동되어 하나의 유기적인 정밀관측, 탐지, 그리고 추적기능을 수행한다. 또한 현재 미 공군은 기존 시스템이 안고 있는 문제점을 해결한 새로운 시스템을 개발하는 프로젝트가 진행 중이다.

출처: 기사제공= 주간 공군웹진 공감/ 홍보지원실 라동섭 소령 도깨비뉴스,