■ 한국 공군, 6세대 무인 레이저 전투기 개발 착수

 

■ 한국 공군, 6세대 무인 레이저 전투기 개발 착수

 

● 6세대 전투기 핵심 기술은 레이저 탑재, AI. 무인기 국내 개발

 

★ 한국 공군은 KF-21 (KF-X)을 넘어서, 레이저 무기를 탑재한 6세대 전투기를 보유하기 위한 계획을 수립하기 시작했다. 2021년, 첫 국산 전투기 KF-21 보라매를 선보인 공군이 그 이후를 내다보고 있다. 세계 각국과의 경쟁에서 뒤처지지 않기 위해 항공 작전 능력을 향상시켜야 한다는 의견이 힘을 얻고 있다. 6세대 전투기에 장착된 레이저 무기는 초속 30만㎞의 빛의 속도(光速)로 공격하므로 대응이 불가능하다. 또한, 레이저 무기는 수㎞ 밖 직경 10㎝ 표적을 요격하는 초정밀 타격이 가능하다. ★ 2021년, 레이저 무기 위력 시범은 2021년 09월 충남 태안에 있는 국방과학연구소 안흥 시험장에서 이뤄졌다. 당시 시연에서 20㎾ 출력 레이저 빔이 1㎞ 거리에 떨어져 있던 철판 표적을 뚫었다. 시연에 쓰인 표적은 북한 노동 미사일이나 2014년 파주에서 발견된 북한 무인기와 동일한 재질로 제작됐다.

 

★ 또한, 국방과학연구소(ADD)는 무인기 자율화 기술을 개발했다. 무인기 자율화 기술은 비행체 외부에서 발생하는 위협적인 환경 변화에 무인기가 자율적으로 대응하는 기술이다. 이 기술을 적용한 무인기는 위협을 회피할 수 있는 비행 경로를 파악하고, 그에 따라 임무 수행 순서를 정한다. 이 기술은 미래 전장에서 군용 무인기가 작전 임무를 수행할 때 생존성을 향상시킬 수 있을 전망이다. 국방과학연구소(ADD)는 향후 군집형 무인기, 유무인기 복합체계 개발, 도심항공 모빌리티(UAM, Urban Air Mobility) 등에도 무인기용 자율 항법 기술을 활용할 예정이다. 전술 상황을 인식하는 인공 지능 기술과 다수 무인기의 임무를 최적화하여 할당하는 기술, 유무인기 복합체계에서 유인기 조종사의 임무 부담을 경감할 수 있는 자율화 기술 등을 선도적으로 연구할 계획이다.

 

★ 2021년 한국이 개발한 KF-21 전투기는 4.5세대 전투기로 분류된다. ★ 1세대 전투기는 제트 엔진을 장착한다. 미그(MIG)-15, F-86세이버 등이다. ★ 2세대 전투기는 초음속 비행 능력을 보유하며 단거리 공대공 미사일을 장착하고, 레이더 사격 통제 장치를 갖췄다. 미그-19, F-100슈퍼세이버 등이 2세대이다. ★ 3세대 전투기는 고성능 다목적 레이더, 중거리 공대공 미사일 운용능력, 공중 급유를 통한 장거리 비행 능력을 지닌 것이 특징이다. F-4가 대표적이다. ★ 4세대 전투기는 컴퓨터가 제어하는 고성능 레이더 시스템으로 중거리 미사일을 운용한다. F-14, F-15, F-16 등이 여기에 해당한다. ★ 5세대 전투기는 저피탐 스텔스 기능을 자랑한다. F-22 랩터와 F-35 라이트닝이 5세대이다.

 

★ 6세대 전투기 핵심 기술은 360도 공격이 가능한 레이저 무기, 인공지능, 유무인 복합 운영, 극초음속 엔진, 저피탐 스텔스 성능 향상, 고용량 네트워크 기능 등이다. 군사 강국들은 6세대 전투기를 개발하고 있다. 미국은 2028년에, 러시아와 중국은 2035년에 6세대 전투기를 내놓겠다고 선언했다. 일본과 유럽은 5세대 전투기 없이 바로 6세대 전투기를 개발하겠다고 밝혔다. 전투기에 인공지능 기술이 적용되는 2035년께부터는 인공지능이 조종사에게 회피 기동 거리나 속도, 방향을 조언한다. 2045년 이후 자유 의지와 인간 1,000명의 능력을 가진 인공지능이 등장하면, 인공지능이 무인기를 단독 조종할 수 있을 것으로 예상된다.

 

 

■ 한국형 스타워즈(Star wars) 기술, 레이저 대공 무기

 

한국은 레이저 무기 개발에 박차를 가하고 있다. 1990년대 후반부터 국방과학연구소(ADD)를 중심으로 레이저 무기 개발을 시작했다. 2000년대 초반에는 철판 관통 시험에 성공해 무기로 사용 가능한 출력을 확보했다. 방위사업청은 2019년 ‘레이저 대공 무기 블록-1’ 개발에 착수했고, 이제 곧이어, 육군 방공 부대의 전력화를 목표로 하고 있다. 광섬유 속에 능동 매질을 지닌 레이저 즉 광섬유 레이저 방식을 사용하는 레이저 대공 무기 블록-1은 국방과학연구소(ADD)와 한화(Hanwha)가 20Kw 출력으로 개발했으며, 고정형이고, 중요 시설에 대한 드론 및 무인기 방공 작전에 사용된다.

 

한편, 레이저 대공 무기 블록-2는 레이저 무기 2단계 사업으로 개발되며, 기동형 즉 이동이 가능한 레이저 무기로 30Kw 출력으로 늘어난다. 이밖에 급조 폭발물과 불발탄을 신속하고 안전하게 제거하는 ‘레이저 폭발물 처리기’도 개발하고 있다. 레이저 폭발물 처리기는 레이저 대공 무기 블록-1 그리고 블록-2 와 달리 3Kw 출력으로 1km 내의 목표물을 파괴할 수 있다. 국방과학연구소(ADD)는 레이저 대공 무기 블록-3 개발에 들어갈 예정이다. 중거리 드론 요격 능력과 함께 각종 미사일 요격에도 사용되며, 해군의 전투함 그리고 공군의 항공기에도 탑재되도록 만들어질 계획이다. 방위산업계 관계자에 따르면, 해군의 전투함에 탑재될 레이저 대공 무기 블록-3는 100Kw 출력을 갖는 것이 목표라고 밝혔다.

 

 

■ 미국 육군, 100만배 강력한 새로운 레이저 무기 개발

 

2021년 02월 19일 미국 육군은 새로운 레이저 무기를 개발했으며, 이는 지금까지 공개된 레이저 무기보다 100만 배 더 강력하다고 영국 과학전문 매체 뉴사이언티스트가 보도했다. 보도에 따르면, 대부분의 레이저 무기는 표적을 녹이거나 불이 붙을 때까지 연속해서 광선을 발사하지만, 미국 육군의 플랫폼용 전술 초단 펄스 레이저(Ultrashort Pulsed Laser) 무기 체계는 짧은 펄스와 같은 폭풍파를 방출한다. 이는 현재까지 개발된 레이저 무기 체계인 30-150Kw급 광선 보다 100만 배 강력한 테라와트(TW)급 광선을 초당 200펨토초(fs. 1000조 분의 1초)의 극히 짧은 시간 동안 출력하도록 설계됐다.

 

미국 육군 등 미군은 레이저 무기에 막대한 투자를 하고 있는데, 이런 무기는 적군의 무인 항공기(드론)과 박격포탄 그리고 미사일을 멀리서도 인명 피해 없이 소멸하는데 사용하는 것을 목표로 한다. 특히 레이저 무기 체계는 드론이나 미사일과 같이 작고 빠르게 움직이는 표적을 더 잘 맞춘다. 현재의 고에너지 레이저(High Energy Laser) 무기 체계는 주로 30-150Kw급 출력을 지닌 지속파(CW) 레이저원으로 구성된다. 이런 무기 체계는 표적을 태워 녹게 하거나 광학 센서를 무력화한다. 반면, 초단 펄스 레이저(Ultrashort Pulsed Laser)의 목표는 미국 육군 관련 플랫폼에서 사용할 수 있는 충분한 크기와 중량, 출력 그리고 견고성을 갖춘 무기 체계를 개발하는 것이다. 미국 육군의 초단 펄스 레이저(Ultrashort Pulsed Laser)은 극히 짧은 시간에 현재의 30-150Kw급 광선 보다 100만 배 강력한 테라와트(TW)급 광선으로 드론의 외장을 순식간에 증발시켜서 무력화할 수 있다.

 

★ 한편, 미국 해군(海軍)도 2020년 05월 자체 개발한 레이저 무기 체계 시연기(LWSD)를 가지고, 해상의 드론을 격추해 이목을 끌었다. 출력 150㎾인 레이저 무기 체계 시연기(LWSD)는 상륙 강습함 USS 포틀랜드호에 장착되어 레이저 광선을 조사해 날아가는 드론에 불을 질러 격추시켰다. ★ 미국 록히드마틴은 2015년에 30kW급 레이저 무기를 개발했고, 1마일 밖에서 트럭을 파괴했다. 록히드마틴은 2017년 03월 미국 육군에서 사용할 60kW급 레이저 신무기를 개발했다. 드론 부대를 물리칠 수 있으며, 로켓이나 박격포 공격을 방어할 수 있다. 군용 트럭에 설치하는데, 앞으로는 헬리콥터나 배와 같은 다른 무기에도 설치한다.

 

 

■ 한국, 세계 최고 세기 레이저 기술 개발 성공

 

● 극한 영역에서의 새로운 물리 현상 탐구 기대

 

기초과학연구원(IBS) 초강력 레이저과학 연구단 남창희 단장(GIST 교수) 연구팀은 초강력 레이저를 1.1×10의 23승 W/㎠ 세기로 모으는 것에 성공했고, 세계 최고 세기 레이저 기록을 세운 것이다. 레이저는 1960년대에 발명된 이래 계속 강력해지고 있다. 현대 레이저 기술은 지구 전체에 도달하는 태양 빛의 10%에 해당하는 출력을 낼 수 있다. 극한의 물리 환경을 구현할 수 있다는 점에서 초강력 레이저는 다양한 기초과학 분야에서 활용된다. 초강력 레이저와 만난 물질은 순식간에 분해돼 전자. 양성자 등으로 이뤄진 플라즈마(Plasma) 상태가 된다. 플라즈마(Plasma)는 물질의 원자핵(+극)과 전자(-극)가 분리되어 이온화된 상태를 말한다. 우주의 99% 이상을 구성하고 있다. 이는 초강력 레이저로 우주와 유사한 환경을 만들어 극한의 물리현상을 연구할 수 있다는 의미이다. 우주에서 발생하는 초신성 폭발, 천체 물체에 의한 엑스선 발생과 같은 다양한 천체 현상을 비슷한 조건에서 구현할 수 있다. 이뿐만 아니다. 초강력 레이저로 하전 입자(전자. 양성자. 중이온 등)를 빛의 속도에 가깝게 가속할 수 있다. 기초과학연구원(IBS) 연구단은 4PW(페타와트, 10의 15승 와트. 1천조 와트) 레이저를 이용해 가벼운 하전 입자인 전자를 빛의 속도의 99.99% 이상까지 가속하는 데 성공했다. 4PW(페타와트)는 전 세계 발전 용량의 1천 배에 해당하는 출력이다. 기초과학연구원(IBS)의 초고출력 레이저 시설은 세계 최고이다. 극한 영역에서의 새로운 물리 현상들을 탐구할 수 있을 것으로 기대된다.

 

 

■ 적국 인공위성. 소행성 잡는 우주 레이저 개발

 

● 광주과학기술원(GIST), 우주 레이저 연구 센터 개소

 

국내 연구진이 우주에서 적국의 인공위성이나 소행성 등을 감시하고, 순식간에 파괴하기 위한 고출력 레이저 기술을 개발 중이다. 광주과학기술원(GIST)은 2021년 11월 09일 고등광기술연구소에서 ‘우주 레이저 연구센터’ 개소식을 가졌다. 2021년 10월 21일 전남 고흥에서의 누리호 발사 등 인류의 활동 영역이 우주로 확장되면서 한반도를 지나는 위성만 하루 1천여 개에 달할 정도로 많아졌다. 인공위성과 우주 물체의 충돌 및 우주 물체의 육상 추락 우려가 커지고 있는 상황이다. 이러한 충돌을 피하고, 육상 추락을 예측하여 피해를 최소화하기 위해서는 인공위성 및 우주 물체의 정확한 궤도 정보를 추적하는 우주 감시 체계 확보가 요구되며, 이를 위해 고성능 레이저 기술 개발 연구가 필요하다.

 

연구센터는 앞으로 펼쳐질 우주 시대에 요구되는 우주 개발, 우주 방어에 필요한 미래 첨단 레이저 기술 확보를 목표로 고등 광기술 연구소에서 그동안 축적한 극초단 고출력 레이저 기술을 적극 활용할 예정이다. 구체적으로 ★ 우주 물체 정밀 거리 측정을 위한 나노초 및 피코초 레이저 개발 ★ 우주 물체 영상 획득을 위한 인공별 레이저 개발 ★ 중적외선 및 가시광선 영역의 고품질 고출력 레이저 개발 ★ 우주 레이저 핵심 기술(극한 환경, 경량화) 개발에 나선다. 연구센터에는 고출력 고체 레이저 및 광섬유 레이저 전문가로 구성된 고등 광기술 연구소 연구원 11명이 참여한다. ★ 정밀 거리 측정 레이저 연구 ★ 인공별 레이저 연구 ★ 광섬유 레이저 연구 ★ 중적외선 레이저 연구 등 4개의 세부 핵심 그룹으로 구성됐다.

 

■ 남이 보지 못하는 것을 보는 것이 비젼(Vision)이다. ★ 건강 관련 자료 및 혁신적인 문화 소식을 소개하고 공유하고자 합니다. ★ 그래서, → ★ 젊음(靑春), 생명공학의 열망(熱望)! 네이버 밴드로 초대합니다.

→ http://www.band.us/#!/band/55963286