하늘을 보는 눈이 예리해졌지만, 교활한 위성들도 여전히 그림자를 찾을 수 있다

지난 12월 세 번째 임무로 저지구궤도(LEO)로 발사된 중국의 실험용 우주선 선롱호가 궤도에 있는 동안 동반 우주선을 발사한 것으로 보이지만, 미 우주사령부와 독립 우주 감시자들의 면밀한 조사에도 불구하고 정확히 언제 그런 일이 발생했는지는 아직 불분명합니다.

천문학자 조나단 맥도웰은 5월 25일 스페이스컴이 이 물체를 공개 데이터베이스에 등재한 후 이 사건을 처음 발견했습니다. 우주 관찰자 밥 크리스티가 5월 26일 X(이전 트위터)의 궤도 포커스 칼럼에서 지적한 것처럼, 문제는 동반자가 며칠 동안 셴롱에 충분히 가까이 머물렀다면 하늘을 감시하는 데 사용되는 지상 레이더와 망원경이 둘을 구별하는 데 어려움을 겪을 수 있다는 것입니다. 더 작고 희미한 동반자는 더 큰 우주선의 전자기 신호에 의해 가려졌을 것입니다.

다시 말해, 중국 우주선이 더 작은 우주선을 발사했는데, 적어도 공개적으로는 그 작은 우주선이 발사된 시점과 발견 시점 사이에 언제, 어디서, 무엇을 했는지 아무도 모른다는 것입니다. 궤도에 있는 미국의 시스템을 방어하는 책임이 있다면 이는 무서운 제안이며, 우주에 진출한 국가들이 서로의 시스템을 숨기려고 노력함에 따라 점점 더 우려되는 문제입니다.

미국과 동맹국 정부는 물론 민간 기업들도 계속 증가하는 인공위성의 잠재적 위협(자연적이든 고의적이든)을 탐지하는 능력을 향상시키기 위해 더 많은 위치에 더 많은 센서를 구축하고, 우주에 새로운 센서를 배치하고, 인공지능과 머신러닝을 활용하여 밀려드는 데이터를 처리하는 등 경쟁을 벌이고 있습니다. 많은 전문가들은 이러한 기술 발전으로 인해 머지않은 미래에 인공위성이 사람들의 눈을 피하는 것이 거의 불가능해질 것으로 보고 있습니다.

그러나 셴룽의 사례에서 알 수 있듯이, 현재로서는 교활한 운영자가 적어도 일정 기간 동안은 우주에서 고의로 길을 잃을 수 있는 방법이 여전히 존재하며, 이는 우주선이 잠재적으로 안전하지 않거나 심지어 사악한 행동을 취할 수 있을 만큼 충분히 긴 시간일 수 있습니다.

또한 우주에서의 전 세계적인 긴장이 계속 고조됨에 따라 궤도 숨바꼭질 게임에서 오산이나 우발적인 충돌이 분쟁의 불씨가 될 수 있는 등 그 위험은 매우 높습니다.

교활한 위성: 변장, 낮에 움직

전문가들에 따르면 궤도 물리학 법칙에 따라 조만간 무언가가 오늘날의 최신 센서를 작동시킬 것이기 때문에 우주에 무언가를 영원히 숨기는 것은 거의 불가능합니다.

하지만 위성을 24시간 내내 추적하기 어렵게 만드는 기술 및 운영 방법은 여러 가지가 있으며, 셴룽이 사용한 것처럼 작은 우주선과 더 큰 모선을 밀접하게 공전시키는 것은 궤도상에서 위성이 특정 시간에 어디에 있는지, 실제 임무가 무엇인지에 대해 어느 정도 예측 불가능성을 부여하는 방법 중 하나에 불과합니다.

추적성을 최소화하는 기술로는 스텔스기와 마찬가지로 위성의 레이더 단면을 줄이기 위해 레이더 흡수성 물질을 사용하고 모양을 변형하는 방법, 망원경이 볼 수 있도록 반사되지 않는 물질을 사용하여 더 희미한 대상을 제시하는 방법, 신호 방출을 감쇠하는 방법 등이 있습니다. (유럽 방위 기금은 이 세 가지 기술을 모두 사용하여 지구관측용 스텔스 조사 위성을 개발하기 위한 연구 프로젝트에 자금을 지원하고 있습니다.)

발사가 탐지되지 않는 것은 거의 불가능하지만, 초기 궤도 진입 후 궤도 유지를 위한 기동은 흔한 일입니다. 그리고 기동은 마치 외국에서 스파이가 꼬리를 흔들어 안전하게 낙하 지점에 도달하는 것처럼 위성이 추적기를 놓칠 수 있는 방식으로 이루어질 수 있습니다.

예를 들어, 남반구에는 센서가 부족하기 때문에 중국 위성이 이 지역 상공에서 크게 움직일 수 있으며, 이 경우 스페이스컴의 제18우주방위대대가 위성을 다시 찾고 새로운 경로를 다시 계산해야 하는 어려움이 발생할 수 있습니다. 상업용 우주 모니터링 회사의 한 전문가는 중국 위성이 더 빨리 움직이고 원래 궤도에서 더 멀리 떨어질수록 그 도전은 더 커질 것이라고 설명했습니다. 미국 정부, 상업 및/또는 아마추어 위성 추적자들이 위성을 재배치하는 데 몇 시간 또는 며칠 밖에 걸리지 않더라도, 야생에서는 그 시간만으로도 어떤 종류의 공격을 개시하기에 충분할 수 있습니다.

한 상업 전문가는 “[스페이스컴]이 일정 기간 동안 위치를 업데이트하기 어려운 방식으로 움직일 수 있으며, 그 동안 나쁜 일을 할 수 있습니다.”라고 말했습니다.

낮 시간에 우주선 기동을 실행하거나 하위 위성을 배치하는 것도 망원경에 혼란을 줄 수 있는데, 이는 2022년에 중국의 SJ-21이 사라진 중국 새와 도킹하여 묘지 궤도에 끌어들일 때 사용한 수법입니다. 망원경은 어두운 하늘을 배경으로 우주 물체의 밝기를 관찰하기 때문에 관측 영역 위로 태양이 떠오르면 사실상 앞이 보이지 않습니다.

킬러 위성을 거대 성단의 일부인 것처럼 배치하여 눈에 잘 띄지 않게 숨기는 것 - 일부 전문가들은 중국이 저궤도에 1개가 아닌 3개의 거대 성단을 준비하면서 우려하는 또 다른 방법 - 은 군 우주 운영자가 대우주 또는 우주 대 지상 무기로 적을 기습할 수 있는 또 다른 방법입니다.

위성은 또한 우주 쓰레기로 위장하여 목표물 근처에서 “깨어날” 때까지 조용히 표류할 수 있습니다. 오래 전인 2015년에 러시아 군은 우주 쓰레기로 가장한 채 실제로는 모스크바의 통신 위성을 도청하는 익명의 국가 스파이 위성을 발견했다고 주장한 바 있습니다.

감시자들: 더 많은 눈, 더 나은 안경

물론 이러한 위협은 미국과 동맹국들에게도 낯설지 않습니다. 중국과 러시아의 군사 우주 활동에 대한 우려가 커지면서 미국과 동맹국들이 우주 영역에 대한 인식에 집중하고 있는 것은 잘 알려져 있습니다.

지난 5월 미 정보국 우주 작전 부국장인 그레고리 개그넌 중장은 우주군과 스페이스컴이 전 세계 600여 개의 센서를 사용하여 궤도에서 약 1,000개의 '우선 목표'를 모니터링하고 있다고 말했습니다.

국방부는 특히 오랫동안 지상 레이더와 하늘을 스캔하는 망원경이 부족했던 남반구에서 우주 관측 역량을 강화하는 데 주력해 왔습니다. 여기에는 해당 지역에 4개의 레이더를 보유한 레오랩스와 같은 민간 업체로부터 우주 모니터링 데이터를 확보하고, 호주와의 심우주 첨단 레이더 역량과 같은 공동 프로그램을 추진하며, 일본 및 한국과의 협력을 강화하는 것이 포함됩니다.

우주 모니터링에 대한 다른 국가와의 협력에 대한 국방부의 관심은 양방향으로 이어지고 있습니다. 예를 들어, 2월 중순에 미국 우주사령부가 개최한 우주 영역 인식의 상호 운용성 향상을 위한 올해 연례 글로벌 센티널 훈련에는 20개국이 참가했습니다: 호주, 벨기에, 브라질, 캐나다, 콜롬비아, 핀란드, 프랑스, 독일, 이스라엘, 일본, 네덜란드, 노르웨이, 뉴질랜드, 페루, 폴란드, 포르투갈, 대한민국, 루마니아, 스페인, 스웨덴, 태국, 우크라이나, 영국 등 20개국이 참가했습니다.  인도, 멕시코, 나토 대표도 훈련 마지막 이틀간 옵저버 자격으로 참가했습니다.

또 다른 옵션은 궤도를 주시하는 것인데, 미 국방부와 Maxar 및 NorthStar와 같은 점점 더 많은 민간 기업이 점점 더 관심을 보이고 있습니다. 목표 새를 가까이서 직접 관찰하면 해당 새의 임무와 능력에 대한 더 많은 정보를 얻을 수 있습니다.

지난 9월에 발사되어 2026년부터 본격적으로 운영될 예정인 우주군과 국가정찰국 합동 SILENTBARKER 위성은 우주군의 구형 지구동기식 우주 상황 인식 프로그램(GSSAP) 위성과 함께 지구동기식 궤도(GEO)에서 의심스러운 적기를 추적할 예정입니다.

점점 더 혼잡해지는 저궤도에서 DARPA는 지난 1월 다른 임무를 수행하는 대형 별자리 운영자에게 이웃 감시 임무도 위성에 탑재하도록 장려하기 위해 우주 영역 광역 추적 및 특성화 또는 Space-WATCH라는 프로젝트에 착수했습니다. 올해 1월, DARPA는 궤도 시스템에서 수집한 데이터를 고도로 자동화된 융합 센터를 구축하여 군사 작전 요원에게 적시에 실행 가능한 정보를 제공하는 것을 목표로 하는 프로젝트의 두 번째 부분에 대한 정보를 요청했습니다.

추적 작업의 속도를 높이고 방대한 센서 데이터를 선별하기 위한 AI도 군 우주 작전 요원들의 관심의 대상이 되고 있습니다.

예를 들어, 2023년 3월 DARPA는 우주 목표물을 자율적으로 추적할 수 있는 AI 도구를 개발하기 위해 BAE 시스템즈, 아포지 리서치, 시스템 및 기술 연구 등 세 곳의 계약업체와 Oversight라는 프로젝트를 수주했습니다.

이번 1월에는 슬링샷 에어로스페이스와 함께 대규모 저궤도 별자리에 숨어 있는 잠재적으로 위협적인 위성을 탐지할 수 있는 AI 소프트웨어 패키지 '아가사'를 개발하는 작업도 완료했다고 이 회사가 이번 주에 밝혔습니다. 이 소프트웨어 개발은 더 큰 프로젝트의 일부라고 Slingshot은 발표했습니다.

슬링샷의 전략 및 정책 담당 부사장인 오드리 샤퍼는 6월 4일 브레이킹 디펜스와의 인터뷰에서 “아가사는 건초더미에서 바늘을 찾는 데 도움이 되도록 설계되었습니다.”라고 말했습니다.

DARPA 대변인은 6월 5일자 이메일에서 이 소프트웨어가 “경로 탐색기”로 설계된 “작고 짧은 기간의 탐색 프로젝트”의 결과물이라고 말했습니다. DARPA 계약 서류에 따르면 Slingshot의 총 계약 금액은 약 100만 달러에 달합니다.

슬링샷의 데이터 과학 담당 이사인 딜런 케슬러는 6월 4일, 아가사가 위성의 위치, 기동, 통신 링크 사용 방법과 같은 매개변수를 살펴보고 일부 위성이 별자리에서 다른 위성과 같은 임무를 수행하지 않는지 나타내는 행동 패턴을 찾아낸다고 설명했습니다.

이 소프트웨어는 전 세계 20개 이상의 지역에 있는 200개 이상의 망원경으로 구성된 회사 자체 네트워크와 파트너 회사, 스페이스콤의 우주 감시 네트워크 및 기타 오픈 소스 정보 소스의 데이터를 사용한다고 샤퍼와 케슬러는 설명합니다.

우주사령부 지도자들은 우주 영역 인식이 동종 및 유사 분쟁에 대비하는 데 있어 최우선 과제라고 거듭 강조해 왔기 때문에, 국방부의 더욱 날카로운 역량 구축 및 구매 추진은 조만간 약화될 것 같지 않습니다. 공개적으로 논의되지는 않았지만 가장 확실하게 진행되고 있는 것은 미군과 첩보위성이 중국과 러시아의 눈을 피할 수 있는 능력을 향상시키기 위한 노력도 병행하고 있다는 점입니다.

고양이와 쥐의 게임은 계속될 것이며, 어느 쪽이 승리할지 알 수 있는 유일한 방법은 궤도에서 실제 충돌이 발생해야만 알 수 있을 것입니다.