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최첨단 위성기술에 숨은 이스라엘의 ‘생존 의지’

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2017년 07월 12일 20:30 프린트하기

[우주강소국에서 배운다①] 이스라엘
 
※편집자주 : 한국은 ‘한국항공우주연구원’이 중심이 돼 75t급 엔진 4개를 장착한 ‘한국형발사체(KSLV-Ⅱ)’를 개발 중이다. 개발이 완료되면 우리도 독자 기술로 완성한 우주발사체를 확보하게 된다. 이러한 가운데 한국도 우리만의 독특한 우주 전략이 필요하다는 주장이 제기된다. 동아사이언스는 미국, 러시아, 프랑스 등 세계 우주기술을 선도하는 국가와 달리 국가 규모와 성격에 맞는 독자적 우주 기술을 완성하고, 이를 산업과 연결해 나가고 있는 이스라엘, 인도, 중국, 일본 등 주변 국가들의 우주 전략을 짚어봤다.

 

IAI 연구진이 이스라엘의 최신 통신용 인공위성 아모스6를 개발하고 있다. - IAI 제공
IAI 연구진이 이스라엘의 최신 통신용 인공위성 아모스6를 개발하고 있다. - IAI 제공

“우리에게 우주 기술은 생존의 문제였습니다. 같은 크기의 인공위성을 우주에 쏘아 올린다면 그건 다른 나라 위성보다 성능이 더 뛰어나야만 했어요. 주변 국가들과 전쟁이 잦은 이스라엘은 인공위성에 달린 카메라로 주변 국가를 얼마나 정확하게 정찰하느냐에 따라 생존이 갈릴 수도 있었으니까요. 지금은 과거와 달리 정세가 다소 안정됐습니다만, 아직도 이스라엘 인공위성은 최고의 효율성을 자랑합니다. 동급 인공위성 중에서는 이스라엘 제품의 성능이 뛰어나다는 뜻입니다.”

 

오페르 도론 이스라엘항공우주산업(IAI) 부사장(우주국 총괄 매니저)은 자국 우주 기술의 우수성을 한껏 강조했다. 이 자부심엔 충분한 근거가 있었다. 이스라엘은 인구 800만 명 정도의 작은 나라지만 정찰용 인공위성 분야에서 세계적 기술력을 인정받는다. 우리나라는 물론 해외 항공우주 전문가들도 이스라엘 우주기술의 우수성을 호평하고 있다. 이스라엘 우주기술 연구 현장을 6월 24일부터 일주일에 걸쳐 취재했다.

 

●소형 발사체 한계 ‘정밀공학’으로 극복

 

이스라엘의 샤비트 발사체. 정찰용 인공위성 오펙(Ofek) 11을 쏘아 올리고 있는 모습. - IAI 제공
이스라엘의 샤비트 발사체. 정찰용 인공위성 오펙(Ofek) 11을 쏘아 올리고 있는 모습. - IAI 제공

이스라엘 우주기술의 특징은 핵심 분야를 선정하고, 그 분야에서 세계 최고가 되도록 투자한다는 점이다. 특히 국가 생존에 필요한 정찰용 인공위성, 레이더, 항공기 등 분야에선 세계 최고 기술을 확보하기 위해 노력해 왔다.

 

그 중심엔 미사일우주그룹, 레이더그룹, 항공 분야 3개 그룹(국방, 민간, 기체개조)과 연구개발 전담그룹까지 총 6개 산하 기업을 거느린 IAI가 있다. IAI는 이스라엘 항공우주 기술 개발의 중심 역할을 맡고 있다. 특히 미사일우주그룹 산하 ‘우주국(MBT)’은 우주발사체와 정찰용 인공위성 개발을 총괄하고 있어 사실상 이스라엘 정부의 우주개발국 역할을 하고 있다.

 

현지에서 만나본 이스라엘 인공위성 기술진은 우주궤도에 물체를 쏘아 올릴 때 가장 중요한 조건 중 하나인 ‘무게대비 성능’에 특히 큰 자부심을 보였다. 인공위성 개발을 총괄하는 메이르 니씸 니르 프로그램매니저(PM)은 “우리가 보유한 샤빗 우주발사체는 우주로 쏘아 올릴 수 있는 무게가 정해져 있는 고체연료 발사체였다”면서 “이 한계에 맞춰 연구개발을 하다 보니 같은 무게의 위성도 더 성능 좋게 만드는데 집중하게 됐다”고 소개했다.

 

이스라엘은 우주발사체 ‘샤비트’를 보유하고 있다. 샤비트는 중거리탄도미사일(IRBM)을 개조해 만든 것으로 1988년 처음 개발 당시 탑재 무게가 100㎏ 정도였다. 그 후 7년 동안 개발해온 대부분의 인공위성을 100㎏ 무게에 맞춰야 했다. 이후 1995년 개발한 후속 로켓 샤비트1은 200㎏, 2007년 개발한 샤비트2는 300㎏의 인공위성을 우주 궤도에 올려놓을 수 있다. 십수년 간 이 무게에 맞춰 최대한 가볍고 성능 좋은 인공위성을 쏘아 올리는 싸움을 반복했다. 인공위성 무게를 줄이면서도 갖고 있는 모든 기술을 집약해 성능을 높이는 기술을 극한까지 다듬은 셈이다.

 

이스라엘은 직접 개발한 인공위성은 가급적 자국 발사체 샤비트로 쏘아 올리는 전략을 취한 것도 소형화 기술 발전에 기여했다. 1t 이상 무게가 나가는 대형 통신용 위성 ‘아모스(AMOS)’ 시리즈를 제외한 대부분의 위성은 샤비트 발사체를 이용한다. 러시아 등의 위성발사 대행 서비스를 이용하는 것도 가능하지만, 군사용 정찰위성으로도 쓰이는 탓에 정확한 성능공개 등을 꺼린 것으로 보인다.

 

메이르 니씸 니르 PM은 “미국이나 러시아 등은 인공위성 크기가 더 커지면 더 큰 발사체를 선택할 수 있지만 우리는 위성 자체의 성능을 높이는 방법 밖에 없었다”면서 “인공위성 내부 골격을 육각형 형태로 구성해 크기와 무게를 최소화 하는 ‘헥사 버스’ 기술은 우리가 가장 앞서 있을 것”이라고 말했다.

 

영상레이더(SAR)을 장착한 인공위성 텍사(TECSAR)의 모습. 우산처럼 펴지는 접이식 레이더를 독자적으로 개발했다. - IAI 제공
영상레이더(SAR)을 장착한 인공위성 텍사(TECSAR)의 모습. 우산처럼 펴지는 접이식 레이더를 독자적으로 개발했다. - IAI 제공

이런 성과는 다른 나라가 따라하기 힘든 최신형 인공위성 기술 개발로 이어지고 있다. 최근 IAI가 개발한 인공위성 텍사(TECSAR)는 어두운 밤이나 구름이 잔뜩 낀 흐린 날에도 지상을 정밀하게 촬영할 수 있는 영상레이더(SAR)를 갖췄다. 이 인공위성 레이더를 개발한 회사는 IAI 산하 레이더 전문 기업 엘타(ELTA). 한국 군도 운영 중인 ‘그린파인 레이더’를 개발한 회사다.

 

아비스 웨이스 ELTA 우주시스템 부서 매니저는 “일단 우주 공간에 올라간 다음 우산처럼 레이더 날개를 펴는 독특한 구조를 독자 개발했다”며 “같은 성능을 가진 해외 SAR 레이더에 비해 월등히 가벼운 무게를 자랑한다”고 말했다.

 

●10㎝ 크기 초소형 인공위성에도 ‘엔진’ 붙인다

 

이스라엘 애서 연구소 연구원이 진공챔버 속에 설치한 초소형 인공위성 엔진의 동작 상태를 살펴보고 있다. - 전승민 기자 제공
이스라엘 애서 연구소 연구원이 진공챔버 속에 설치한 초소형 인공위성 엔진의 동작 상태를 살펴보고 있다. - 전승민 기자

이스라엘의 우주 기술 개발은 철저하게 ‘소형화, 고효율화’에 초점이 맞춰져 있다. 이런 경향은 우주 기술을 연구하는 민간 연구기관을 살펴봐도 드러난다. 이스라엘에서 국가기금을 받아 우주 기술을 연구하는 연구기관은 꼭 한 곳 있다. 세계적 공과대학 ‘테크니온 공대’에 자리한 애셔(ASHER) 우주연구소다.

 

이곳에선 최근 가로세로 10㎝ 크기의 초소형 인공위성 ‘큐브셋’에 주목하고 있다. 크기는 작지만 개발하기에 따라 다양한 임무를 수행할 수 있어 높은 가능성이 있기 때문. 그러나 크기가 워낙 작아 인공위성의 위치나 궤도를 조정할 반작용 휠, 추진장치 등을 싣기 어려운 점이 최대 문제로 꼽혀왔다.

 

애서 연구소 팀은 이 문제를 해결하기 위해 다양한 아이디어를 현실화시키고 있다. 일순간 고압의 전력을 걸어 가느다란 마그네슘 막대에서 이온이 튀어 나가도록 만든 ‘초소형 인공위성 엔진’, 큐브 위성에도 넣ㅇ르 수 있는 초소형 반작용 휠 등을 모두 독자적으로 고안했다. 이런 기술은 모두 IAI 등과 연계해 실제 개발에 쓸 계획이다.


피니 구르필 애셔우주연구소 소장(테크니온 공대 교수)는 “중대형 인공위성의 효율을 한층 높일 신형 추진장치 등도 연구하고 있고, 이것들은 모두 차세대 위성에도 적용할 계획”이라며 “(이스라엘은) 대학과 산업계가 실질적 우주 기술 발전을 위해 협력하고 있다”고 말했다.

 

 ※ 이 기사는 한국언론진흥재단의 지원을 받았습니다.

 

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[우주강소국에서 배운다]
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