중국의 센룽 우주선은 변장한 공동궤도 ASAT일까

2022년 8월 4일, 중국의 재사용 가능한 자율 우주선이 지우취안 위성 발사 센터에서 Long March 2F(CZ-2F/T) 로켓에 실려 궤도로 발사되었다. 몇 주 후인 8월 26일에는 두 번째 우주선이 궤도 하부 비행으로 발사되었다. 아궤도 비행은 비교적 짧은 비행이었지만, 이 우주선은 276일 동안 임무를 수행한 후 2023년 5월 8일 지구로 귀환했다. 셴룽으로 알려진 이 우주선은 비행 중에 궤도에 맞춰 움직이는 물체를 방출했다.

중국 뉴스 서비스인 신화통신은 착륙 후 성명을 발표했지만, 궤도에서의 작업, 발사된 물체 또는 우주선의 임무에 대한 자세한 내용은 공개되지 않았다. 중국 우주선 프로그램의 비밀스러운 특성을 고려할 때, 셴룽은 중국 최초의 공동궤도 항위성(ASAT) 플랫폼의 조용한 구축일 수 있다. 최근 발사된 우주선이 변장된 ASAT일 가능성을 고려할 때 두 가지 질문에 답해야 한다: 중국이 공동궤도 ASAT 플랫폼을 구축할 수 있는 기술력을 보유하고 있는가? 그리고 중국이 그렇게 할 의도가 있음을 시사하는 증거가 있는가?

우주선의 가치와 위협을 이해하기 전에 공동궤도 ASAT의 정의를 먼저 이해해야 한다. 공동 궤도 ASAT는 일종의 운동 물리 대우주 무기를 말한다. 운동 물리 우주 무기는 발사체 또는 궤도를 도는 다른 물체가 있어야 목표 위성을 파괴할 수 있다. 공동 궤도 ASAT는 궤도를 조정하여 표적 위성에 가깝게 이동할 수 있는 능력이 필요하다. 가까운 거리에서 공동 궤도 ASAT는 다양한 수단을 통해 위성을 교란, 손상 또는 파괴할 수 있다.

관찰된 대부분의 ASAT 시험은 궤도 위성을 목표로 하는 직접 상승 탄도 미사일이었다. 궤도 위성을 대상으로 이러한 실험을 실시하면 일반적으로 파편 구름이 발생하여 다른 위성에 위험을 초래하는데, 2007년 중국이 비작동 중인 중국 기상 위성인 펑윈-1C를 겨냥한 탄도 미사일을 발사한 사례에서 볼 수 있듯이 이러한 실험은 다른 위성에 위험을 초래할 수 있다. 공동 궤도 ASAT 테스트의 경우, 2021년 12월 중국의 스지안-21(SJ-21) 위성이 오작동 중인 베이더우 위성인 컴파스 G2와 도킹하는 데 성공했으며, 로봇 팔을 사용하여 컴파스를 지구동기궤도(GEO) 위의 무덤 궤도로 끌어당기는 데 성공했다. SJ-21은 컴파스를 해제하고 원래 궤도로 복귀했다. 이는 폐기 위성을 폐기하기 위한 중국 최초의 완전한 공동궤도 ASAT 시험으로 간주된다. ASAT에 대한 설명을 들었는데, 우주선은 어떻게 공동궤도 ASAT인가?

우주선은 승무원이 탑승하지 않는 차량이자 퇴역한 미국 우주왕복선의 정신적 후계자다. 우주 비행기의 장점은 우주와 대기권 비행이 모두 가능하며 로켓을 사용하여 수직으로 발사하거나 수송기에서 수평으로 발사할 수 있다는 것이다. 흥미롭게도 중국의 실험용 우주비행기인 중푸 시용 시얀 항천기(CSSHQ)는 미국의 X-37B 궤도 시험용 우주선(OTV)과 매우 유사하게 생겼다.

미국 X-37B는 우주군이 "연구자들이 우주 환경에서 페이로드가 어떻게 작동하는지 확인하기 위한" 테스트 플랫폼으로 사용하는 보잉이 설계한 두 대의 우주비행기 중 하나다. 908일 동안 궤도에 머물렀던 X-37B의 OTV-6 비행은 2022년 11월 12일 NASA의 케네디 우주 센터에 착륙하여 현재까지 가장 긴 연속 우주선 비행을 기록했다. 미국과 우주 능력에서 경쟁하려는 중국의 동기를 고려할 때, 중국의 최근 우주선 발사는 미국과 같은 우주 강대국과의 경쟁을 유지하기 위한 방법으로 OTV 비행에 대한 직접적인 대응이었을 가능성이 높다. 하지만 미국과의 경쟁이 중국 우주선 발사의 유일한 목적이었을까?

미 우주군 제18우주방위대대(18 SDS)의 추적 데이터에 따르면, 중국 우주선이 저지구궤도(LEO)에서 두 달 만에 궤도를 상승하고 공동 궤도 기동을 수행한 물체를 방출했다. 이 물체가 언제 발사되었는지는 정확히 알 수 없지만, 18 SDS는 2022년 10월 31일에 선롱과 새로운 물체의 궤도가 일치하는 것을 발견했다. 궤도에 있는 위성이나 물체가 다른 물체 주변을 기동하거나 함께 이동하는 것을 랑데부 및 근접 작전(RPO)이라고 한다. 공동궤도 ASAT는 궤도를 조정할 수 있는 능력이 필요하며, 이는 RPO를 수행할 수 있는 능력이 필요하다는 것을 의미한다.

물체 추적기 네트워크를 이용해 우주 상황 인식 데이터를 제공하는 민간 기업 레오랩스는 셴룽과 오브젝트 J로 명명된 미지의 물체가 2022년 11월에서 12월 사이, 그리고 2023년 1월에 최소 두 차례에 걸쳐 일련의 RPO와 포획/도킹 작전을 수행했다는 증거를 확인했다. 레오랩스의 분석에 따르면 오브젝트 J는 "추진력"을 가지고 있었으며 셴룽과 함께 대형 비행을 활용했다. 중국항천과기집단공사(CASC)는 RPO의 목적을 명확히 밝히지 않았지만, CASC는 우주선 프로젝트가 "향후 우주의 평화적 이용을 위해 더 편리하고 저렴하게 우주에 접근할 수 있는 방법을 제공할 것"이라는 성명을 발표했다.

우주선에서 발사된 RPO와 보조 물체가 자동으로 공동 궤도 ASAT 플랫폼과 동일시되지는 않는다. 미국의 X-37B도 이전 임무에서 여러 개의 하위 위성을 발사했으며, 공개적인 추적이 부족하여 유사한 RPO를 사용했는지 확인할 수 없다. 그러나 중국이 공동 궤도 ASAT 플랫폼을 구축할 수 있는 기술적 능력과 이해도를 갖추고 있다는 것을 증명했다. X-37B가 발사되었을 때 중국은 우주 안보에 관한 다자간 논의에서 X-37B가 궤도 무기로 활용될 수 있다는 우려를 많이 표명했다는 점에 주목해야 한다. 중국의 국가 안보 관점에서 중국의 우주 프로그램을 살펴보면, 중국이 우주에서 미국의 모든 작전을 '방어적'인 목표와 일치시킬 것이라고 생각하는 것은 이해할 수 있다. 주요 적이 우주 산업 분야의 기술 강국이라면 공동 궤도 ASAT 시험을 추진하거나 향후 공동 궤도 ASAT 작전을 수행하는 데 필요한 인프라를 구축하는 것은 좋은 투자다.

2022년 1월에 발표된 우주 프로그램 백서에 따르면 중국 정부는 "국가 안보를 수호하고, 과학과 기술 분야에서 자립과 자기 개선 노력을 주도"할 계획이다. 이 문서에는 세 가지 핵심 사항이 담겨 있다:

- 2016년부터 2021년까지 400회 이상의 발사가 시도되었으며 2023년까지 700회 이상의 발사가 계획되어 있다.
- 중국은 지구 저궤도부터 시슬루나 지역(지구와 달 사이의 공간)에 이르기까지 다양한 우주 활동을 추진할 것이다.
- 중국은 궤도에서 테스트할 새로운 기술과 애플리케이션 엔지니어링에 집중할 것이다. 여기에는 초소형 위성, 우주 쓰레기 청소, 궤도 내 유지 및 수리가 포함된다.

백서에 명시된 목표는 세계 최대 경제 대국 중 하나인 중국의 기술 혁신가로서의 현재 입장을 고려할 때 의심스럽지 않다. 그러나 백서는 또한 우주 비행 능력을 강대국 지위의 상징으로 언급하고 있습니다. 중국은 2040년까지 완전한 우주 강국이 될 계획이다. 인민해방군(PLA)은 우주를 군사적 영역으로 간주하고 중국이 미국과 우주 경쟁을 벌이고 있다고 생각한다. 우주는 군사적 영역이기 때문에 중국은 "잠재적 적의 우주 사용을 거부하고 저하"시킬 수 있는 대항 우주 역량을 개발하고 있다.

전략우주군(PLASSF)은 우주 발사를 수행하고 우주에서 상황 인식을 유지하는 일을 담당한다. 중국 국가우주국(CNSA)과 국가과학기술공업국(SASTIND)은 탐사 임무와 방위 작전 계획을 담당하고 있다. 세 기관 모두 우주에서 중국의 군사적 입지를 강화하는 데 관심을 갖고 있다. 현재 궤도에 있는 5,000개 이상의 활성 위성 중 1,397개가 중국의 정보, 감시 및 정찰, 통신, 항법, 과학 및 기술 위성이다. 중국 인민해방군은 정보 기반 시스템을 사용하여 분쟁 중 전장 의사 결정을 관리하고 속도를 높이는 것을 의미하는 '정보화 전쟁'에서 우주가 중요한 요소라고 밝혔다. 인민해방군에 따르면 적의 위성을 포획하거나 파괴하면 정밀 유도탄을 사용하는 군대의 능력이 저하될 수 있다.

인민해방군의 군사 교리는 현재 발사된 모든 위성의 용도에 대해 불투명하지만, 문서 분석을 통해 중국이 우주 영역 통제력을 과시하기 위해 공동 궤도 ASAT 시험을 수행할 정치적 의지가 있음을 알 수 있다. 중국 인민해방군의 성명은 중국이 미국보다 우위를 유지하기 위해 필요한 모든 ASAT 또는 대항 우주 시험을 수행하려는 의도를 보여주는 증거이며, 중국은 이를 증명할 수 있는 우주 시험 실적을 보유하고 있다.

2013년으로 거슬러 올라가면 최소 17번의 중국 위성 RPO가 관측되었다. 그러나 관측된 RPO는 단일 이벤트가 아니며 위성은 다른 위성이나 궤도 잔해와 유사한 궤도를 몇 년 동안 통과하면서 저궤도 및 지구 궤도 안팎에서 다양한 기동을 수행할 수 있다. 지난 10년간 중국에서 관측된 RPO에는 20개 이상의 위성이 관여했으며, 그중 2개는 미국 위성이었다. 셴룽 이전에 가장 최근에 기록된 RPO는 2023년 1월에 시지안-23이 수행한 것이다. 최근 중국 연구자들이 발표한 논문에서는 다른 위성의 노즐에 작은 폭발물을 설치하기 위해 RPO 기동을 사용할 수 있다고 제안했다. 우주 탐사 국가들이 우주 쓰레기 제거를 위해 위성을 사용하는 데 관심을 가지면서 공동 궤도 기동은 더욱 증가할 것이며, 이로 인해 도움이 되는 위성 기동과 약탈적인 위성 기동을 구분하기가 매우 어려워질 것이다.

미국보다 우위를 점하려는 중국의 목표는 군사 및 전략 문서에 명확하게 명시되어 있다. 인민해방군은 중국을 우주 영역을 통제하고 적으로 인식되는 적의 접근을 거부할 수 있는 주요 우주 강국으로 만들겠다는 의도를 공개적으로 밝혔다. 중국 국가신문출판광전총국과 중국 국가보안국은 결과에 관계없이 중국의 기술력을 입증하기 위해 ASAT 테스트를 수행한 검증된 실적을 보유하고 있다. 미국의 X-37B에 맞춰 제작된 중국의 선롱 우주선은 276일 동안 지구 궤도를 돌다가 비밀 임무를 종료했다. 셴룽 우주선이 일련의 RPO를 수행하기 위해 발사된 후, 이 우주선 프로그램은 중국이 향후 실험을 위해 새로운 공동 궤도 ASAT 인프라를 구축하고 위장하기 위한 시도일 가능성이 높다.