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솔레이마니 제거한 '킬러 드론'.. 세계 각국 '안티드론'으로 방어책 세운다

변지희 기자 입력 2020.01.12. 06:03 수정 2020.01.12. 13:29
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미국 방산업체 록히드마틴이 개발한 레이저 무기 체계 '아테나'의 모습. /록히드마틴

미국의 가셈 솔레이마니 이란 혁명수비대 쿠드스군 사령관 제거 작전을 통해 드론 공격기(무인전투기·UCAV)의 살상력과 효율성이 다시 한 번 확인됐다. 작년 9월엔 사우디아라비아 아람코의 정유공장이 드론 공격으로 파괴됐다. 유인 전투기보다 가격도 싸고 아군(我軍) 인명 피해를 최소화하면서 적(敵)의 피해를 극대화하는 이른바 '가성비(價性比)' 무기가 드론이란 것이다.

세계 전장(戰場)에서 드론전 양상이 벌어지면서 드론을 방어하기 위한 '드론 감시시스템(Anti-Drone)' 개발 움직임도 빨라지고 있다. 드론을 탐지·감시하기 위한 레이더 체계에서부터 드론을 파괴하는 방공망, 드론 작동을 무력화하는 재밍(Jamming)과 해킹 기술 개발 등이다. 미국의 시장조사업체 마켓앤마켓은 안티 드론 시장이 2018년 4억9900만 달러에서 2024년에는 22억7600만 달러로 커질 것으로 예측했다.

◇야구공만한 드론도 찾아낸다… 첨단 레이더로 '드론 돔' 구축

드론은 일반 전투기에 비해 크기가 작아 기존 레이더 체계로는 탐지하기 어렵다. 이 때문에 세계 각군은 드론 탐지를 위한 기술 개발에 적극 나서고 있다.

드론 탐지 방법으로는 드론 조종 때 쓰이는 무선전파 신호(RF)를 감지하거나, 드론이 내는 소음을 탐지하는 방법, 레이더를 활용해 드론의 위치를 찾는 방법 등이 있다. 레이더 방식이 가장 보편적이다. 강한 전파를 쏴서 드론에 반사돼 오는 것을 측정하기 때문에 드론이 어느 방향에서 오는지 알아내기가 비교적 쉽기 때문이다. 다만 이러한 레이더 방식은 저공 비행하는 드론을 탐지하기엔 한계가 있다. 무선전파 신호 감지는 드론이 수신하고 발신하는 전파 신호 대역을 잡아 찾아내는 방식이다. 드론이 인근에 있다는 것은 알 수 있지만 정확히 어느 방향에서 오는지는 알기 어렵다는 단점이 있다.

드론 레이더를 가장 빨리 도입하고 있는 곳은 공항이다. 공항 주변 드론 비행으로 인해 항공기 이착륙에 영향을 미치기 때문이다. 2018년 12월 크리스마스 휴가 시즌 영국 런던의 개트윅 공항에 미승인 드론 2대가 수십 차례 공항 활주로 상공을 침범하면서 36시간 동안 항공기 1000여편과 승객 14만명의 발이 묶인 적이 있다.

조선일보DB

이에 영국 당국은 이스라엘 보안기업 라파엘이 개발한 드론방어시스템 '드론 돔(Drone Dome)'을 개트윅 공항 옥상에 배치했다. 드론 돔은 4개의 레이더를 사용해 주변 지역을 감시한다. 레이더 탐지 거리는 16km이며, 3.2km 떨어진 곳에서 최소 0.002㎡크기 표적까지 탐지할 수 있다. 드론돔은 드론 신호를 잡으면 자체 전자광학 장비로 드론을 추적하면서 조종사와 연결돼있는 위성항법장치(GPS)를 차단한다. 영국은 드론돔 6대를 2000만달러(한화 240억여원)에 구매한 것으로 알려졌다.

프랑스 파리 샤를드골 공항에도 영국 에이빌런트(Aveillant)사가 제작한 '게임 키퍼(Game Keeper)'란 드론 탐지 시스템이 설치됐다. 5km 범위에서 소형 드론을 탐지할 수 있다. 모나코와 싱가포르에서도 운용중이다. 인천공항도 작년 2월 드론탐지 시스템 구축 태스크포스(TF)를 구성했다. 인천공항은 자체 연구용역(2019년 10월~2020년 6월)을 거쳐 2020년 6월부터 안티 드론 시스템을 시범운영할 예정이다.

국내 방산기업들도 드론 레이더 개발에 나섰다. 한화시스템은 지난해 10월 ADEX에서 '드론 전용 감시센서(레이더)'를 전시했다. 한화시스템이 개발한 드론 레이더는 3Km 이내 거리에서 0.01㎡(야구공 크기)의 드론을 탐지할 수 있다.

◇ 드론 잡는 '레이저 빔'… 싸지만 정확하다

드론은 일반 항공기에 비해 작기 때문에 발견하는 것은 물론 공격하는 것도 쉽지 않다. 그렇다고 드론 1기를 잡자고 고가의 첨단 유도 미사일을 쏘는 것은 대응 비용 측면에서 비효율적이다. 이를 해결할 목적으로 최근 고에너지 레이저 무기(High Energy Laser Weapon·HELWS)가 주목받고 있다.

미 방산업체 록히드마틴은 작년 11월 미 오클라호마주 포트실(Fort Sill)에 있는 시험장에서 레이저 무기 '아테나(Athena·Advanced Test High Energy Asset)'를 선보였다. 고출력의 레이저빔을 드론의 취약부에 집중적으로 조사(照射·겨냥해서 비춤)해 드론에 불을 붙여 파괴하는 방식이다.

아테나에는 레이더와 지휘통제 체계 기술이 종합적으로 탑재됐다. 레이더가 드론을 탐지하면 지휘부에 그 내용을 전송하고, 지휘부가 공격 신호를 내리면 바로 고에너지 레이저를 쏴 드론을 격추하는 식이다. 레이저는 '빛의 속도'로 움직이기 때문에 미사일이나 포탄을 사용하는 것보다 빠르고 정확하다. 비용도 적게 든다. 레이저를 한번 쏘는 데 2000원 정도가 들어간다고 한다. 인구 밀집 지역이나 중요 시설이 있는 곳에서 드론을 공격해야 하는 경우 방공포나 미사일보다 유리하다. 목표만 정확하게 맞출 수 있기 때문이다.

일반적으로 레이더로 드론을 격추하는 데는 50~60㎾급 출력이, 대전차 미사일 파괴에는 100㎾급 출력이, 순항 미사일을 무력화하는데는 300㎾급 출력이 필요한 것으로 알려져 있다. 아테나는 광섬유 레이저를 결합한 30㎾형 스펙트럼 빔을 사용해 왔다. 그러나 작년에는 레이저 성능을 2배로 올린 것으로 알려졌다. 록히드마틴은 2030년까지 F-35 스텔스 전투기에 100㎾급 레이저 무기를 탑재하는 방안도 개발중이다.

미국 공군이 도입한 레이시온의 안티드론 시스템 HELWS. /레이시온

미군은 고에너지 레이저 무기를 실전에서 사용하기 위한 훈련을 진행하고 있다. 미군은 작년 10월엔 아테나보다 레이저 출력량이 낮은 레이시온(Raytheon)사의 HELWS를 인수했다. 앞으로 1년간 해외 미군기지에서 HELWS를 시범운용할 예정이다. HELWS의 레이저 출력은 10㎾로 알려졌다. 일반 220v 콘센트에서 한 번 충전하면 4시간 동안 감시·정찰을 할 수 있고, 20~30발의 레이저 사격을 할 수 있다. 20~40회 교전 후 충전하거나 교체해야 하며, 발전기와 연결하면 계속해서 가동할 수 있다고 한다.

다만 HELWS 무기는 드론에 빔을 직접 쏴야 한다. 드론이 보이지 않거나 안개 낀 날씨, 모래 폭풍 등 기상 상황이 좋지 않은 상황에선 사용에 어려움이 있다는 점이 단점이다.

한국군도 북한의 소형 드론에 대비해 안티 드론 확보를 위해 개발에 나섰다. 북한은 미군의 '미사일 발사' 드론과는 다른 '자폭형' 드론을 실제 운용하는 것으로 추정되고 있다. 이에 방위사업청은 작년 9월 앞으로 약 880억원을 투자해 2023년까지 안티 드론 개발을 완료하고 전력화를 추진한다는 계획을 밝혔다. 국방과학연구소(ADD)는 지난 10여년간 레이저빔 결합 및 추적·조준 기술을 연구해 왔다. 수백m 떨어져 있는 정지 상태의 소형 미사일 표면에 구멍을 낼 수 있는 수준의 레이저 무기 개발에는 성공한 것으로 알려졌다. 2023년 이후엔 레이저 대공 무기 출력을 강화해 전투기나 한반도 상공을 지나는 정찰위성도 요격할 수 있는 고성능 레이저 무기도 단계적으로 개발할 계획이다.

◇ 다양하게 발전하는 안티 드론

드론을 실질적으로 파괴하는 것이 ‘하드킬(Hardkill)’ 방식이라면 전파 교란을 이용해 드론의 비행을 중지시키는 ‘소프트킬’ 방식의 안티 드론도 있다. 소프트킬 방식 안티 드론은 미국의 '드론 디펜더'가 대표적이다. '재밍'(Jamming·전파교란)을 이용해 라디오 통신이나 위성위치확인시스템(GPS)을 교란해 드론이 원하는 목표로 이동할 수 없게 하는 것이다.

드론 디펜더는 주한미군이 드론 대응 훈련 때 사용한 사실이 알려져 주목받았다. 작년 4월 미국의 밀리터리닷컴은 주한미군이 그해 1월 캠프 캐롤에서 드론 디펜더와 어벤저 대공방어시스템, 스팅어 휴대용 대공미사일 등으로 드론 대응 훈련을 했다고 전했다. 바텔 연구소에서 개발한 드론 디펜더는 드론을 조준하고 방아쇠를 당기면 GPS와 조종기 간에 오가는 전파를 무력화시켜 드론을 착륙시킬 수 있고 드론에 저장돼 있는 정보도 확보할 수 있다고 한다.

영국 보안 업체 드론디펜스는 2017년 말 드론 방어 시스템 '스카이펜스'를 개발했다. 스카이펜스는 주변 600m 내 드론 비행을 감지하고, 건물 상공에 강한 전기장을 만들어 드론이 신호를 수신하는 것을 차단한다. 영국 건지섬의 한 감옥이 올해 초 스카이펜스를 도입한 것으로 전해졌다. 드론을 통해 감옥 내부로 마약·돈을 들여오는 사례가 늘자 드론 접근 자체를 막은 것이다. 영국의 오픈웍스 엔지니어링은 최대 100m 거리에서 비행중인 드론에 큰 그물을 발사해 포획할 수 있는 '스카이월 100'을 개발했다. '드론 잡는 드론'도 있다. 네덜란드 델프트 다이내믹스는 2018년 초 공중에서 20m 떨어진 드론에 금속 그물을 발사해 포획하는 드론을 개발했다.

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