Beyond the Space

지금도 우리 머리 위에서 수 백기에 달하는 각국의 군사용 첩보/정찰 위성들이 떠다니고 있다는 사실은 이제 그다지 비밀스러운 이야기는 아닙니다. 러시아와 미국이 우주 경쟁이 시작되면서부터 지금까지 수천기에 달하는 첩보 위성들을 띄워댔으니 말입니다. 군사용 위성에는 통신, 조기경보, 항법, 기상, 정찰 등의 다양한 목적을 가진 위성들이 있겠지만 그 중 대표적으로 일컬어 지는 것들이 바로 정찰위성이지요. 수백 킬로미터의 상공에서 지상을 들여다보며 누가 언제 어디서 무얼 하는지 죄다 알아낼 수 있다고 영화에서 자주 묘사하는 그 정찰위성이요.

이러한 정찰 위성은 일반적으로 지구 저궤도에 위치합니다. 고도는 대략 600km ~ 800km 선 즈음 되는데 정찰이라는 목적을 위해 자세한 사진을 찍기 위해서는 가능한 한 고도가 낮아야 하지만 또 고도가 너무 낮다보면 위성에 가해지는 여러 외란들이 커지기 때문에 보통 이정도 선에서 절충이 됩니다. 많은 상용 관측 위성들도 이러한 저궤도를 택하고 있구요.

군사용 정찰위성에 탑재되는 카메라는 당연하겠지만 최고급의 광학기술을 결집한 쉽게 말하면 하이엔드급의 물건입니다. 미국의 keyhole이라는 정찰 위성은 지구를 마치 '열쇠구멍'으로 들여다 보듯이 정밀한, 해상도 10cm 급의 사진을 찍어댈 수 있는데요, 이정도 사진이라고 하면 정말로 자동차 번호판까지 알아낼 수 있을 해상도입니다. 하지만 이러한 고해상도의 사진을 찍기 위해 정찰위성들이 그저 자기 궤도에 편하게 앉아서 셔터만 눌러대고 있는 것은 아닙니다. 필요에 따라서는 상당히 급격한 운동을 해야하기도 하지요. 정찰위성들은 최대한 자세한 사진을 얻기 위해서 때때로 최대한 지구에 가까이 내려오는 방식을 사용합니다. 예를 들면, 어느 정찰 위성의 원래 고도는 600km 인데 필요에 따라 300km 고도까지 내려와서 목표 지점의 영상을 촬영하고 다시 원래 고도로 돌아가는 방식이지요. 대신에 이러한 궤도 기동을 하기 위해서는 위성 자체에 추진 시스템이 필요하고 당연히 연료도 탑재해야 하기 때문에 탑재한 연료량이 위성의 수명에 직결됩니다. 덕분에 급격한 기동 없이 600km에서 자신의 고도를 유지하는 위성보다 수명은 훨씬 짧아집니다.

그리고 여담이지만, 700km에서 10cm급의 사진을 줄기차게 찍어댈 수 있는 초고가의 정찰위성 한 기를 (예를 들어)1년 동안 사용하는 것 보다 카메라 성능은 그보다 못미치지만 궤도 기동으로 비슷한 해상도를 얻을 수 있는 위성 2기를 반년마다 차례로 발사해서 사용하는 것이 더 싸게 먹힐 때가 있답니다. 위에서 언급한 keyhole 시리즈의 정찰위성의 경우에는 위성 한 기의 가격이 10억 달러... 그러니까 약 1조원 정도 된다고 하니 말입니다;