北 감시할 고성능 위성 열쇠는 '센서 반도체'

우주항공청이 지난 12일 업무보고에서 ‘10㎝급’ 초고해상도 광학위성 개발을 중장기 과제로 명시하면서 관련 기술 확보가 방위산업계의 과제로 떠올랐다. 해상도는 북한 등 한반도 주변의 군사 활동을 정찰·관측하는 위성 내 핵심 기술이다. 센서 반도체 국산화 여부가 초고해상도 위성 기술 자립의 관건이 될 전망이다.

◇이미지 센서가 가른다

우주청은 10㎝급 초고해상도 광학위성을 2029년까지 개발하겠다고 밝혔다. 사업비 445억원을 배정해 내년부터 개발한다. 10㎝급 위성은 우주에서 스마트폰 크기의 물체를 식별할 수 있는 수준이다. 글로벌 위성 시장에서 최고 해상도는 10~20㎝ 사이다.

광학위성은 선명하게 지표면을 촬영하는 위성이다. 이달 2일 남미 기아나우주센터에서 발사된 다목적실용위성 7호(아리랑7호)가 30㎝급 영상 촬영이 가능한 광학위성이다. 광학위성의 3대 요소는 빛을 모으는 반사경, 빛을 전기 신호로 바꾸는 이미지 센서, 신호를 처리·전송하는 전자부다. 고성능 광학위성을 만들기 위해서는 큰 구경의 광학계로 빛을 모으고, 센서 반도체에서 신호를 고속·저잡음으로 읽어내야 한다. 반사경은 표면을 머리카락 두께의 5만분의 1 수준으로 정밀 가공해야 영상 왜곡을 줄일 수 있다.

센서 반도체는 CCD(전하결합소자) 또는 CMOS(상보형금속산화물) 계열이 사용된다. 움직임에 따라 신호를 누적해 선명도를 높이는 시간지연통합(TDI) 기술도 적용해야 해 설계 난도가 높다. 이런 위성 이미지 센서를 제조할 수 있는 기업은 세계에서 몇 안 된다. 국내에서는 일부 연구기관이 위성용 센서 기술 개발을 시도하고 있으나 대면적 센서와 초정밀 조립기술 분야는 여전히 해외 의존도가 높다. 업계는 “광학계 조립, 정렬 기술만큼 중요한 건 센서 반도체 국산화”라며 “부품 조달 불확실성이 남아 있으면 10㎝급 실현은 어렵다”고 지적했다.

◇기업 요청 반영해 법 정비해야

국내 민간 우주기업들은 초고해상도 광학위성 개발에 이미 나섰다. 쎄트렉아이가 지난 3월 발사한 해상도 25㎝급 ‘스페이스아이티’는 전 세계 상용 위성 중에서도 최고 수준으로 꼽힌다.

다만 기술 개발 못지않게 위성영상의 수집과 유통, 판매를 뒷받침할 법제 정비가 과제로 지적된다. 현행 우주 관련 법령은 민간 우주 데이터 활용에 관한 내용이 공백에 가깝다고 업계는 지적한다. 우주개발진흥법은 위성정보 보급·활용 대상을 ‘기본계획에 따라 개발된 인공위성’으로 한정하고 있다. 민간이 개발한 위성은 제도권 밖에 놓인 셈이다. 재난·재해 관측 등 공공 목적에 따라 발사된 위성은 해외 판매 등을 추진하고 싶어도 국내 정보당국의 ‘보안 규정’을 이유로 해상도를 낮춰야 한다. 반면 미국은 2020년 민간 원격탐사 허가 규정을 전면 개정해 상업적 영상 판매 절차를 간소화했다. 독일은 위성데이터보안법을 통해 고해상도 영상 데이터의 수출과 이용을 투명하게 관리하고 있다.

우주청은 내년 업무보고에서 위성활용촉진법 등을 제정하겠다고 했다. 우주업계 관계자는 “현재 우주청이 다른 부처, 특히 국가정보원과 안보상 규제 및 산업 진흥 등을 놓고 의견 차가 심한 것으로 안다”며 “조속히 부처 간 이견을 조율할 가이드라인이 마련돼야 한다”고 했다.

최영총 기자 youngchoi@hankyung.com