ㅡ 사전 탐지가 "갈수록 어려워지고 있다“

우크라이나 국가안보국은 면밀한 계획하에 6월 1일 러시아군의 여러 전략 폭격기 기지에 무인기 기습 공격을 감행했다. 우크라이나 측 설명에 따르면, 최대 117대의 무인기가 기지 근처에 있던 트럭 적재함에서 이륙해 방비가 없던 폭격기 부대를 직접 공격했다. 《환구시보》 기자와 인터뷰한 중국 전문가는 이는 무인기 방어의 첫 번째 난관인 사전 탐지가 "갈수록 어려워지고 있다"는 것을 보여준다고 말했다.

멀티로터 무인기는 전형적인 "저고도·저속·소형" 목표물로, 비행 고도가 낮아 전통적인 대공 탐지 레이더의 사각지대에 있다. 또한 비행 속도가 느리고 움직임이 불규칙해 대형 공중 목표물을 겨냥한 방공 레이더에 쉽게 간과된다. 게다가 이런 무인기는 레이더 반사 면적이 상대적으로 작고 지상 클러터*의 간섭도 있어, 먼 거리에서 무인기를 사전에 발견하기가 본래 매우 어렵다.

* 클러터(Clutter)는 레이더 관측시 지형, 비행기, 곤충 떼, 새 떼, 채프 등 원치 않은 물체에서 전파가 반사되어 돌아와 관측되는 것들을 의미함.

이러한 무인기 위협에 대응하기 위해 각국은 저고도 탐지 레이더를 내놓고 있는데, 이들은 보통 더 높은 감도의 무선 주파수 대역을 선택하고 알고리즘을 최적화해 소형 무인기를 다른 목표물의 반향파와 지상 클러터에서 구분해내어 더 나은 탐지 효과를 보장한다. 동시에 대(對)무인기 레이더는 신속한 배치를 위해 기동성도 갖춰야 한다. "군대 2024" 국제 군사기술 포럼에서 러시아는 여러 종류의 대무인기 레이더를 전시했다.

하지만 《환구시보》 기자가 인터뷰에서 알게 된 바로는, 대무인기 레이더는 실제 환경에서 더 많은 도전에 직면한다. 예를 들어 산악지대, 숲이나 지상 건축물이 탐지 범위를 방해하고, 레이더는 서로 다른 유형의 공중 목표물에 대한 탐지 효과에도 차이가 있다. "저고도·저속·소형" 목표물을 발견하기 위해서는 보통 레이더의 감도가 더 높아야 하지만, 이로 인해 오경보율이 높아지는 문제가 생긴다. 현재 효율적인 무인기 탐지를 위해서는 여러 무인기 탐지 수단을 결합해야 하는 경우가 많다. 예를 들어 다른 파장대의 탐지 레이더를 배치하고, 광학, 적외선 및 음향 센서를 보조적으로 사용해 이러한 다양한 공중 정보를 종합하고, 효율적인 알고리즘을 사용해 의심스러운 목표물을 걸러내는 방식이다.

그러나 이러한 종합 대무인기 시스템은 고정된 중요 시설 보호에 더 적합하며, 야전 환경에서는 장비 수가 많아 배치가 상대적으로 어렵고, 복잡한 지형에 임시 배치할 때 탐지 공백이 생기기 쉽다. 또한 이런 대무인기 시스템의 탐지 범위는 제한적이어서, 보통 유효 식별 거리가 5-10km 또는 그보다 짧아 적의 무인기가 쉽게 우회할 수 있다.

전문가는 이번 우크라이나의 러시아 전략 폭격기 기지 공습에서 멀티로터 무인기의 또 다른 두드러진 특징인 쉽게 숨기고 운반할 수 있다는 점이 드러났다고 설명했다. 우크라이나 국가안보국은 사전에 대량의 1인칭 시점 무인기(FPV)를 러시아 영내로 보내 트럭에 실린 나무 적재함의 비밀 공간에 숨겼다가, 트럭을 러시아군 기지 근처에 주차해 객관적으로 은폐 접근 효과를 달성했는데, 이는 단순히 대무인기 레이더에 의존해서는 방비할 수 없는 것이다. 전문가는 무인기 공격을 방어하려면 먼저 정확한 사전 탐지가 필요하지만, 우크라이나군은 이번 특수 작전에서 각종 은폐 수단을 이용해 무인기를 러시아군 "코앞"에서 이륙시켜 러시아군의 탐지 및 요격 시간을 크게 압축했다고 강조했다.

주목할 만한 것은 미군도 비슷한 곤경에 처해 있다는 점이다. 미국 "파워" 웹사이트 "전장" 채널은 6월 2일, 최근 몇 년간 미국 본토의 랭글리 공군기지와 많은 해외 기지들이 여러 차례 "정체불명 무인기 침입" 사건을 겪었다고 전했다. 오각형 조사 보고서에 따르면, 이러한 무인기들은 기지 주변 건물이나 근처 선박에서 이륙했을 가능성이 있지만, "복잡한 법적 규제와 기타 요인" 때문에 미군은 이러한 "무인기 침입"을 막을 방법이 없다고 한다.

ㅡ "자율주행"으로 소프트 차단 무력화

《환구시보》 기자에 따르면, 일반적으로 불명 무인기가 접근하는 것을 발견한 후, 방어측은 목표물의 성격에 따라 다른 대응 조치를 선택한다. 전통적인 대응 조치는 주로 소프트 킬 수단에 집중되어 있으며, 무선 전파 방해, 전자 신호기만 등이 포함된다. 예를 들어 일반적인 멀티로터 무인기는 보통 특정 통신 주파수를 통해 조작자와 "소통"해야 하므로, 대무인기 시스템은 이러한 통신 주파수를 탐지하고 방해해 무인기와 조작자 간의 연락을 차단하거나, 무인기에 잘못된 지시를 전송해 무인기를 제어 불능 상태로 만드는 효과를 달성할 수 있다. 일부 무인기는 미리 설정된 프로그램을 사용해 사전에 설정된 경로에 따라 비행하며 후방과 통신 연락이 필요 없는데, 이런 무인기에 대해서는 위성 항법 신호를 위조해 무인기를 잘못된 목표물로 유도하는 등의 방법을 사용할 수 있다. 미국 "비즈니스 인사이더" 웹사이트가 인터뷰한 우크라이나군 최전선 무인기 조작수는 러시아군이 다수의 고출력 무선 전파 방해 장비를 배치해 우크라이나군 무인기의 작전 효과에 매우 큰 영향을 미쳤다고 인정했다.

그러나 작년부터 러-우크라이나 분쟁에서는 점점 더 많은 광섬유 유도 무인기가 등장하기 시작했다. 이들의 가장 큰 변화는 더 이상 무선 전송 통신 명령에 의존하지 않고, 무인기에 광섬유 릴을 장착한 것이다. 무인기가 비행하는 과정에서 광섬유가 계속 펼쳐져 조작수와 물리적 연결을 유지한다. 신호 전송이 광섬유 내부에서 이루어지고 외부로 신호를 방출하지 않기 때문에, 이런 유형의 무인기는 탐지하기 어렵고 매우 강한 방해 저항 능력을 갖고 있다. 우크라이나 측 설명에 따르면, 광섬유 유도 무인기는 거의 전통적인 소프트 킬 수단을 완전히 무력화시켰으며, 심지어 전자 방해 차량 상공을 직접 통과해 목표 탱크를 추격 공격할 수 있다. 또한 광섬유의 데이터 전송 대역폭이 무선 주파수 대역보다 훨씬 높아 전방 비디오 신호를 안정적으로 전송할 수 있기 때문에, 광섬유 유도 무인기는 특정 목표물에 더 정확한 공격을 수행할 수 있다. 현재 러시아와 우크라이나 양측 모두 광섬유 유도 무인기를 점점 더 많이 사용하고 있다.

그러나 광섬유 유도 무인기에도 일정한 제한이 있다. 예를 들어 이런 무인기가 장착한 광섬유 릴은 10-20km 정도로, 행동 범위도 이 범위 내로 제한된다. 또한 광섬유는 장애물에 의해 비교적 쉽게 끊어질 수 있어 조작수의 제어 요구사항이 더 높으며 숲, 관목 등 복잡한 환경에서 사용하기에 적합하지 않다.

주목할 만한 점은, 보도에 따르면 우크라이나군 무인기가 6월 1일 특수 작전에서 오픈소스 자율주행 시스템 "ArduPilot"을 장착해 러시아군 폭격기에 대한 자율 인식과 공격을 실현했다는 것이다. "파워" 웹사이트 "전장" 채널은 인공지능과 기계학습의 발전으로 무인기 위협이 가속화되고 있다고 전했다. 현재 추세로 볼 때, 인공지능 기술의 지원을 받는 무인기는 빠른 반복 업그레이드가 가능한 자율 항법 및 조준 능력을 갖추고 있으며, 전 과정에서 인간의 개입이 필요 없어 "특히 심각한 위협을 구성할 것"이라고 한다. 보도에 따르면, 이런 무인기는 인간 조작수와 적극적으로 소통할 필요가 없고, 외부 간섭을 받지 않으며, 위치를 노출시키는 무선 신호도 발신하지 않는다. 또한 무선 통신 범위나 광섬유 길이의 제한을 받지 않고, 동적으로 목표물을 조준할 수 있어 더 이상 위성 항법 신호에 의존해 고정 목표물을 공격하지 않아도 된다. "이로 인해 무인기 위협이 더욱 복잡해지고, 전체적으로 대응하기 더 어려워질 것"이라고 한다.

보도에 따르면, 미국 합참 작전 담당 폴 스페드로 소장은 최근 무인기 위협에 관한 청문회에서 "무인기 기술이 무선 원격 조종 무인기에서 현재의 자율 무인기로 발전했으며, 이들은 심지어 GPS 신호에 의존하지 않을 수도 있어 요격이 매우 도전적이 될 것"이라고 경고했다.

ㅡ "하드 킬" 수단들의 각각의 단점

소셜 미디어에 퍼진 영상에 따르면, 러시아 이르쿠츠크주 슬레드니 마을 군사 기지가 우크라이나 무인기 공격을 받았을 때, 현지 남성 몇 명이 트럭 지붕 위로 올라가 돌을 던져 무인기를 격추하거나 트럭에서 이륙하는 것을 막으려 했다. 또 다른 목격자는 러시아측 인원이 소형 무기로 무인기를 격추하려 했다고 전했다. 이르쿠츠크주 주지사 코브제프는 2일 이 남성들에게 보상이 주어질 것이라고 밝혔다.

전문가들은 러시아 시민들의 이러한 수단이 대체로 무인기에 대한 하드 킬로 분류될 수 있다고 말했다. 현재 무인기를 대상으로 한 하드 킬 수단은 종류가 많아, 전통적인 총기나 방공 속사포에서부터 방공 미사일과 정밀 유도 로켓, 레이저나 고출력 마이크로파 같은 지향성 에너지 무기까지 대부분 실전에 투입되거나 테스트 단계에 들어갔다. 이 중 총기와 속사포는 사거리와 정확도가 제한적이며 무인기에 대한 파괴 효과가 좋지 않다. 방공 미사일은 명중률이 높지만 비용이 너무 비싸 가격이 수만 또는 수십만 달러에 달해 멀티로터 무인기의 가격을 훨씬 초과한다. 현재 러시아, 미국, 이스라엘 등은 새로운 세대의 정밀 유도 로켓을 연구 개발하고 장비하고 있으며, 이러한 상대적으로 저비용의 정밀 유도 무기로 비행경로가 고정된 무인기를 요격하기를 희망하고 있다. 레이저와 고출력 마이크로파 무기는 발사 시 전력만 소모하므로 비용이 가장 낮아 각국의 관심을 받고 있다. 그러나 전체적으로 이러한 지향성 에너지 무기의 기술 성숙도는 여전히 충분히 높지 않다. 예를 들어 레이저 무기는 출력이 낮아 무인기를 격추하기 위해 수 초간 지속적으로 조사해야 하므로 대량의 무인기 공격에 대응하기 어렵다.

이번에 러시아 전략 폭격기 부대가 우크라이나 무인기 공습에서 참패를 당했는데, 러시아와 우크라이나 양측의 구체적인 피해 데이터에 대한 설명은 다르지만, 관련 영상은 노천에 주차된 러시아군 전략 폭격기가 폭발물을 탑재한 멀티로터 무인기 앞에서 상당히 취약하다는 것을 증명했다. 여러 미국 언론은 미군 현역 B-52, B-1B 전략 폭격기도 모두 노천 주차 방식을 채택하고 있어, 일단 비슷한 무인기 공격을 받으면 마찬가지로 방어하기 어려운 상황이 존재한다고 지적했다.

전장뿐만 아니라 미국이든 러시아든 현재 도시 대무인기 분야에서도 더 많은 도전에 직면해 있다. "파워" 웹사이트 "전장" 채널에 따르면, 오각형은 2024년 10월에 열린 "팔콘 피크 2025" 군사 대무인기 실험에서 "현재 레이저, 마이크로파, 지대공 미사일 및 총기는 모두 미국 내에서 무인기를 제거하는 선택지가 될 수 없다"고 명확히 밝혔다. 모스크바를 포함한 러시아 대도시들도 이전에 여러 차례 무인기 공격을 받았다. 전문가들은 도시에서 무인기를 대응하는 데 많은 제한이 있다고 설명했다. 복잡한 환경이 가져오는 모니터링 문제 외에도, 도시의 인구와 장비 밀집 특성으로 인해 각종 대응 조치에 모두 우려가 있다. 예를 들어 소프트 킬 수단 중 위성 항법 신호 기만과 전자 방해는 상대적으로 높은 출력의 전자기파를 방출해야 하므로 주변 다른 전자 장비의 정상 작동에 영향을 줄 수 있다. 하드 킬 수단 중에서는 총기나 미사일을 사용해 무인기를 격추하는 것이 오발 가능성이 있고, 무인기 잔해가 떨어질 때도 지상 인원이나 시설에 피해를 줄 수 있다.

또한, "비즈니스 인사이더" 웹사이트는 발전 중인 군집 지능 무인기가 미래 방어측에 더 큰 위협이 될 수 있다고 언급했다. 이들은 자율적으로 임무를 할당하고 "적의 결정 주기를 초과하는 매우 높은 효율로 반응하며, 거대한 수량과 임무 유연성 계획 능력을 더해 신속하게 상대방의 방어를 압도할 수 있다.“ 【환구시보 특약기자 천양, 환구시보 기자 마준】

2025-06/04
(원문보기) https://uav.huanqiu.com/article/4Mx50s9qi5c 

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