지구 3분의 1 감시하는 中 위성의 비밀은 [우주로 간다]

[지디넷코리아]중국은 3년전 지구의 3분의 1을 24시간 내내 감시할 수 있는 레이더 위성을 우주로 발사했다.

2023년 8월 발사된 '루디 톈스 4-01(이하 루디)'은 현재까지 발사된 감시 위성 가운데 가장 높은 고도에서 운용되는 레이더 위성이다.최근 이 위성의 핵심 기술이 중국이 사실상 독점하고 있는 질화갈륨(GaN) 기반 반도체에 있다는 연구 결과가 나왔다고 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)와 기즈모도 등 외신이 보도했다.중국 시안 우주전파기술연구소 연구진은 관련 내용을 전자공학 분야 학술지 '저널 오브 마이크로웨이브(Journal of Microwaves)'에 발표했다.보도에 따르면 루디 위성은 질화갈륨(GaN) 반도체 기반 전력 시스템을 사용해 지상의 같은 위치를 지속적으로 관측하면서도 약 3만 6000㎞ 상공의 정지궤도에서 운용된다.

중국은 현재 전 세계 갈륨 공급을 사실상 장악하고 있으며, 위성 발사 직후인 2023년부터 갈륨 수출도 제한하고 있다.루디는 현재 세계에서 유일한 정지궤도 합성개구레이더(SAR) 위성으로, 아시아•태평양 지역을 상시 관측하고 있다.일반적인 레이더 위성은 약 600㎞ 고도의 저궤도에서 운용된다.

레이더 신호는 거리가 멀어질수록 급격히 약해지기 때문이다.

반면 정지궤도 위성은 평균 3만5786㎞ 상공에서 훨씬 넓은 지역을 관측할 수 있지만, 저궤도 위성과 같은 수준의 영상 성능을 구현하려면 훨씬 더 큰 출력이 필요하다.이 문제를 해결하기 위해 연구진은 GaN 고전자이동도트랜지스터(HEMT)를 적용한 고체 전력증폭기를 개발했다.

GaN 반도체가 증폭기에 전력을 공급하면 증폭기가 합성개구레이더(SAR)에 강력한 전자기파를 전달하는 방식이다.연구진에 따르면 위성에 탑재된 전력증폭기 한 기의 출력은 800와트(W)에 달하며, 전체 시스템은 최대 1만8천W의 출력을 낸다.또 이 장치는 전력 추가 효율(PAE) 50.3%를 기록했으며, 증폭기 20기의 2년간 궤도 운용 데이터를 분석한 결과 "8년의 설계 수명과 고성능, 높은 신뢰성 요구를 충족했다"고 연구진은 밝혔다.갈륨은 알루미늄 생산 과정에서 부산물로 추출되는 희소 금속이다.

세계 최대 알루미늄 생산국인 중국은 전 세계 갈륨 생산량의 95% 이상을 차지하며 공급망을 사실상 장악하고 있다.

생산된 갈륨의 대부분은 중국 내에서 소비되며, 중국 정부는 루디 위성을 발사한 2023년 8월부터 갈륨 수출을 제한해 왔다.중국은 루디 위성이 기상 관측과 재난 대응, 농업 연구 등 민간 분야에 활용된다고 설명하고 있다.

그러나 미국은 이 위성의 강력한 감시 능력에 대해 우려를 나타내고 있다.클레이턴 스워프 전 미국 정보국 관리이자 현재 전략국제문제연구소(CSIS) 선임연구원은 2024년 한 컨퍼런스에서 "중국의 감시 능력이 계속 발전한다면 머지않아 인도•태평양 지역에서는 숨을 곳이 없어질 수 있다"고 경고했다.또 미국 우주군 우주시스템사령부의 정보 전문가인 로널드 러치 상사는 2024년 1월 US 스페이스뉴스와의 인터뷰에서 루디가 다른 중국 감시 위성과 연계될 경우 추적 및 표적화 능력이 크게 향상될 수 있다고 평가하기도 했다.

그는 중국이 인도•태평양과 같은 전략적 요충지에서 시각 및 레이더 감시를 지속적으로 수행할 수 있게 된 점은 미국과 동맹국들에 상당한 안보적 우려를 안겨주고 있다고 지적했다. ...