킬러 드론 막아라! 안티 드론 무기 뜬다.

■ 킬러 드론 막아라! 안티 드론 무기 뜬다.

미국 국방부가 이란 군부 실세 쿠드스군 (이란 혁명 수비대 정예군) 카젬 솔레이마니(Qassem Soleimani) 사령관 제거 작전에 드론 공격기 '아메리칸 MQ-9 리퍼(Reaper)'를 동원했다. 무인 드론 공격기의 살상력과 효율성이 다시 한번 확인됐다. 2019년 09월엔 사우디아라비아 아람코의 정유 공장이 이란 소행으로 의심되는 드론 공격으로 파괴됐다. 유인 전투기 보다 가격도 싸고, 아군(我軍)의 인명 피해를 최소화하면서 적(敵)의 피해를 극대화시키는 이른바 '가성비(價性比)' 무기가 무인 드론 공격기라는 것이다.

세계 전장(戰場)에서 드론(Drone) 전투 양상이 거세게 벌어지면서 드론 공격기를 방어하기 위한 '드론 감시 시스템, 안티 드론(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 시장 조사 업체 마켓앤마켓은 안티 드론 시장이 2018년 4억 9900만 달러에서 2024년에는 22억 7600만 달러로 커질 것으로 예측했다.

● 침입 드론의 차단은 물론 2차 피해까지 방어하는 스푸핑 시스템

드론(Drone)의 개발에서 제조. 판매까지 특화된 맞춤형 드론 전문 국내 기업 ‘아소아’(asoa)는 최첨단 드론 유도 포획 기술인 스푸핑(spoofing) 기술을 보유하고 있다. 스푸핑(spoofing) 시스템은 안티 드론의 최고난도 기술이다. 스푸핑 시스템은 침입 무인기의 위치와 통신 정보를 교란하는 시스템이며, 드론의 위성 신호를 기만해서 드론의 제어권을 획득하는 방식이다. 드론의 신호를 교란시켜 침입 드론 차단으로 발생할 수 있는 2차 피해를 예방하는 드론 유도 포획 기술이다. 가령, 테러 목적으로 침입한 드론을 발견하는 즉시 인공 위성에서 교란 전파를 보내서 드론 제어권을 가져오는 것이다. 침입 드론 추락으로 방어 지역의 주요 사회 기반 시설이 파괴되는 2차 피해 발생가 우려되는 기존 드론 방어 시스템과 달리 다른 안전한 지역으로 드론을 착륙시켜서 피해를 사전 차단하는 기술이다. 스푸핑 시스템은 미리 설정된 안전 지대로 드론을 유도해서 포획하는 동시에 물체 인식 알고리즘 탑재로 드론과 조류. 물체를 식별할 수 있는 '100% 드론 탐지율'을 자랑하고 있다.

● 킬러 드론 잡는 '안티 드론 기술 개발' 규제에 막혔다.

드론(Drone)의 위험이 확산되는 가운데 우리나라는 이를 무력화시킬 '안티 드론' 기술이 개발됐음에도 불구하고 2020년 현행법에 발목이 잡혀 제대로 사용되지 못하고 있다. '안티 드론' 기술은 이미 선진국에서 상용화된 지 오래이고, 국내 연구진들에 의해 연구가 이뤄지고 있지만, 현행 '전파법'에 저촉되고, 드론을 직접 파괴하는 방식 또한 '공항 시설법'에 저촉된다. 안티 드론 기술은 현행법상 불법이라 공격용 드론을 막아야 하는 군.경은 물론 드론 시스템 개발자들에게도 큰 부담으로 작용하고 있어서 법률 개정 필요성이 강조된다.

드론의 (Drone)의 탐지 식별 기법은 크게 능동(active) 방식과 수동(passive) 방식으로 구분된다. 능동(active) 방식은 레이더로 미상의 비행체를 탐지한 뒤, 고성능 전자 광학 및 열 영상 카메라로 항적을 찍어서 항적 사진을 보고, 드론인지 여부를 전문 요원이 판단하는 기법이다. 레이더 성능과 현장 여건에 따라 식별 거리가 최대 2-10㎞로 길고, 정확도가 높다. 그만큼 위협이 되는 드론을 판별해서 무력화할 수 있는 시간이 충분하다는 장점을 갖고 있다. 다만, 장애물을 만나면, 난반사되기 쉬운 레이더 전자파의 특성상 고층 건물 등이 밀집한 도심이나 지형적 장애물이 많은 산악 지대 등에선 탐지 효율이 현저히 감소한다. 관련 장비 설치에 비용이 많이 든다는 것도 단점이다. 수동(passive) 방식은 주로 비행체와 조종자 간의 교신되는 무선 전파나 음향 신호를 수집해서 드론을 탐지 식별하는 기법이다. 상대적으로 가격이 저렴해서 도심 등에 여러 대를 설치해도 비용 부담이 크지 않다. 수집한 무선 전파와 음향 신호 등을 데이터베이스(DB)화해서 클라우드 서버에 저장하면, 이를 기반으로 탐지된 신호가 드론인지 여부를 자동으로 식별하고 즉각 대응할 수 있다. 사람의 판단 과정을 거쳐야 하는 능동 방식 대비 장점을 갖고 있다. 다만, 탐지 거리가 상대적으로 짧아서 무선 전파의 경우 최대 1-6㎞ 이내, 음향 신호의 경우 최대 300m 이내에 그친다는 한계를 안고 있다.

이같은 장점. 단점을 보완하려면, 능동 및 수동 방식을 복합적으로 적용하고, 도심지 등 장애물이 많은 지형에선 보다 촘촘히 탐지 식별 장치를 깔아두어야 한다. 하지만, 현재로선 무선 전파 수집 등의 도청. 감청 기법을 실시하기 위한 법적 근거가 미약하다. 해당 행위는 개인 정보 보호법 등의 위반 논란이 있기 때문이다. 물론, 통신 비밀 보호법이 ‘범죄 수사 또는 국가 안전 보장을 위한 보충적 수단’인 경우 감청을 예외적으로 허용하고 있긴 하다. 다만, 이 경우에도 군사 작전이 아닌 경우에는 일일이 대통령, 법원 등의 사전 허가, 또는 승인을 받아야 하며, 그마저도 허가 유효기간이 최장 4-8개월에 불과해서 드론 탐색 식별에는 적용하기 힘들다. 능동 방식의 경우, 도심지 등 장애물이 많은 곳에선 평지 보다 더 촘촘하게 레이더를 설치해야 하지만, 주거지 등 인구 밀집지에선 각종 행정 규제로 설치가 쉽지 않다.

전파 교란(Jamming) 방법 역시 법률 규제에 묶여 있다. 국내 법상 허가를 얻은 일부 예외가 아니면 불법화될 수 있다. 실제로 전파법은 산업 전파 응용 설비 등이 다른 통신에 방해를 주지 아니한다고 인정될 경우에만 허가받도록 규정하고 있다. 특히 드론 테러 공격의 주된 표적이 될 수 있는 공항의 경우, 공항 시설법상의 규제로 안티 드론 기술 구현에 제약이 걸려 있다. 이 문제를 수년전부터 관련 전문가들과 방산업계가 건의했지만, 관계 부처간 입장이 달라 제도 정비가 이뤄지지 않았다. 2019년 보완 입법안이 발의됐지만, 2020년 04월 총선 이전에 입법화되기는 쉽지 않다. 총선을 넘겨 현임 국회의원들의 임기 시한인 2020년 05월 29일까지 법률 통과가 안 되면, 해당 법안은 자동 폐기된다. 

● 야구공 만한 드론도 찾아낸다. 첨단 레이더로 드론 돔 구축

드론(Drone)은 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 무선 전파 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 반사되어 오는 것을 측정하기 때문에 드론이 어느 방향에서 오는지 알아내기가 비교적 쉽기 때문이다. 다만, 이러한 레이더 방식은 저공 비행하는 드론을 탐지하기에는 한계가 있다. 무선 전파 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. 이에 영국 당국은 이스라엘 보안 기업 라파엘이 개발한 드론 방어 시스템 '드론 돔(Drone Dome)'을 개트윅 공항 옥상에 배치했다. 드론 돔은 4개의 레이더를 사용해 주변 지역을 감시한다. 레이더 탐지 거리는 16km, 3.2km 떨어진 곳에서 최소 0.002㎡ (야구공 1/5 크기) 표적까지 탐지할 수 있다. 드론 돔은 드론 신호를 잡으면, 자체 전자 광학 장비로 드론을 추적하면서 조종사와 연결되어 있는 위성 항법 장치(GPS)를 차단한다. 영국은 드론 돔 6대를 2,000만 달러 (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 운용 중이다.

인천 공항도 2019년 02월 드론 탐지 시스템 구축 태스크 포스(TF)를 구성했다. 인천 공항은 자체 연구 용역 (2019년 10월-2020년 06월)을 거쳐 2020년 06월부터 안티 드론 시스템을 시범 운영할 예정이다. 국내 방산 기업들도 드론 레이더 개발에 나섰다. 한화 시스템은 2019년 10월 서울 ADEX (Aerospace Defence E​xhibition)에서 '드론 전용 감시 센서(레이더)'를 전시했다. 한화 시스템이 개발한 드론 레이더는 3Km 이내 거리에서 0.01㎡ (야구공 크기) 드론을 탐지할 수 있다.

● 드론(Drone) 잡는 레이저 빔(Laser beam), 싸고 정확하다.

드론(Drone)은 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. 미국 방위 산업체 록히드 마틴은 2019년 11월 미국 오클라호마주 포트실(Fort Sill)에 있는 시험장에서 레이저 무기 아테나(Athena. Advanced Test High Energy Asset)'를 선보였다. 고출력의 레이저 빔(Laser beam)을 드론의 취약부에 집중적으로 쏘아서 드론에 불을 붙여 파괴하는 방식이다.

아테나(Athena)에는 레이더와 지휘 통제 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 것 보다 빠르고 정확하다. 비용도 적게 든다. 레이저를 한번 쏘는 데 2000원 정도가 들어간다. 인구 밀집 지역이나 중요 시설이 있는 곳에서 드론을 공격해야 하는 경우, 방공포나 미사일 보다 유리하다. 목표만 정확하게 맞출 수 있기 때문이다.

일반적으로 레이더로 드론을 격추하는 데는 50-60㎾급 레이저 빔(Laser beam) 출력, 대전차 미사일 파괴에는 100㎾급 출력, 순항 미사일을 무력화하는데는 300㎾급 출력이 필요한 것으로 알려져 있다. 아테나(Athena)는 광섬유 레이저를 결합한 30㎾형 스펙트럼 빔을 사용해 왔다. 그러나, 2019년에는 레이저 성능을 2배로 올린 것으로 알려졌다. 록히드 마틴은 2030년까지 F-35 스텔스 전투기에 100㎾급 레이저 무기를 탑재하는 방안도 고려 중이다.

미군은 고에너지 레이저 무기를 실전에서 사용하기 위한 훈련을 진행하고 있다. 미군은 2019년 10월엔 아테나 보다 레이저 출력량이 낮은 레이시온(Raytheon)사의 고에너지 레이저 무기(High Energy Laser Weapon. HELWS)를 인수했다. 앞으로 1년간 해외 미군 기지에서 HELWS를 시범 운용할 예정이다. HELWS의 레이저 출력은 10㎾로 알려졌다. 일반 220v 콘센트에서 한 번 충전하면, 4시간 동안 감시할 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 대비해서 안티 드론 확보를 위해 개발에 나섰다. 북한은 미군의 '미사일 발사' 드론과는 다른 '자폭형' 드론을 실제 운용하는 것으로 추정되고 있다. 이에 방위 사업청은 2019년 09월 약 880억원을 투자해서 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 이후에는 레이저 대공 무기 출력을 강화해서 전투기나 한반도 상공을 지나는 정찰 위성도 요격할 수 있는 고성능 레이저 무기도 단계적으로 개발할 계획이다.

● 다양하게 발전하는 드론 감시 시스템, 안티 드론(Anti-Drone)

드론(Drone)을 실질적으로 파괴하는 것이 ‘하드킬(Hardkill)’ 방식이라면, 전파 교란을 이용해 드론의 비행을 중지시키는 ‘소프트 킬’ 방식의 안티 드론도 있다. 소프트 킬 방식 안티 드론은 미국의 '드론 디펜더'가 대표적이다. '재밍'(Jamming. 전파 교란)을 이용해서 라디오 통신이나 위성 위치 확인 시스템(GPS)을 교란해서 드론이 원하는 목표로 이동할 수 없게 하는 것이다.

드론 디펜더는 주한 미군이 드론 대응 훈련 때에 사용한 사실이 알려져 주목받았다. 2019년 04월 미국의 밀리터리닷컴은 주한 미군이 2019해 01월 캠프 캐롤에서 드론 디펜더와 어벤저 대공 방어 시스템, 스팅어 휴대용 대공 미사일 등으로 드론 대응 훈련을 했다고 전했다. 바텔 연구소에서 개발한 드론 디펜더는 드론을 조준하고 방아쇠를 당기면, GPS와 조종기 간에 오가는 전파를 무력화시켜서 드론을 착륙시킬 수 있고, 드론에 저장되어 있는 정보도 확보할 수 있다고 한다.

영국 보안 업체 드론 디펜스는 2017년 말 드론 방어 시스템 '스카이 펜스'를 개발했다. 스카이 펜스는 주변 600m 내에 있는 드론 비행을 감지하고, 건물 상공에 강한 전기장을 만들어 드론이 신호를 수신하는 것을 차단한다. 영국 건지 섬의 한 감옥이 2020년 초 스카이 펜스를 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 발사해서 포획할 수 있는 '스카이 월 100'을 개발했다. '드론 잡는 드론'도 있다. 네덜란드 델프트 다이내믹스는 2018년 초 공중에서 20m 떨어진 드론에 금속 그물을 발사해 포획하는 드론을 개발했다.