희귀한 궤도 사진에 포착된 중국 우주비행기와 위성의 도킹

비밀스러운 우주선을 가까이서 보다

상업용 위성이 2024년 5월 28일 중국의 실험용 우주비행기가 다른 우주선에 도킹한 모습을 촬영했다. 우주선에서 90킬로미터도 채 떨어지지 않은 거리에서 열린 탑재체 수납고 문과 태양전지판을 펼친 동반 위성을 포착했다. 이례적으로 선명한 이미지는 이제 미 국방정보국(DIA)의 130쪽짜리 보고서 『우주 안보에 대한 도전』 53쪽에 실렸다.

과거 맥사 테크놀로지스로 알려졌던 위성 이미지 업체 반토르는 자사의 월드뷰-3 위성이 이 사진을 촬영했다고 확인했다. 보고된 이미지 해상도는 픽셀당 4.5센티미터로, 각 화소가 우주선 위치에서 대략 그 거리에 해당한다는 뜻이다.

이 사진은 선룽이라는 이름으로 흔히 알려진 중국의 재사용 우주선 프로그램에 쓰이는 장비를 대중에게 드물게 보여준다. 가장 눈에 띄는 점은 우주비행기와 다른 위성이 물리적으로 연결돼 있다는 것이다. 반토르는 이미지를 설명하며 이 구성을 확인했다.

DIA는 사진 속 비행체를 중국 우주비행기로 지목했으며, 평가서 다른 부분에서는 선룽과 텅윈을 중국의 주요 우주비행기 설계 두 가지로 언급했다. 다만 사진에 담긴 기종의 이름은 밝히지 않았다. 선룽은 중국이 궤도에서 운용한 것으로 알려진 실험용 비행체에 널리 쓰이는 이름이다.

이 사진은 해당 비행체의 세 번째 임무 중 촬영됐다. 임무는 2023년 12월 14일부터 2024년 9월 6일까지 이어졌다. 사진 공개로 이전 비행의 모습을 자세히 볼 수 있게 된 가운데, 2026년 2월 7일 발사된 네 번째 임무에도 관심이 쏠리고 있다.

사진에 담긴 모습

중국의 비행체는 소형 우주왕복선과 비슷한 아담한 동체에 양쪽 날개와 수직 꼬리날개 두 개를 갖췄다. 중앙 탑재체 수납 공간 위쪽의 문은 열려 있다. 후방에는 연결된 위성의 구조물과 태양전지판이 보인다.

이미지를 촬영한 위성을 운용하는 반토르는 연결 상태를 다음과 같이 설명했다.

비행체 후방에 별도의 위성이 도킹돼 있으며, 위성의 구조물과 태양전지판이 보입니다.

회사는 주 탑재체 수납 공간의 상태도 확인했다.

우주선의 탑재체 수납고 문이 열린 모습이 선명하게 보입니다.

탑재체 수납고는 장비나 실험체, 소형 우주선을 싣는 공간이다. 문을 열면 장비가 우주에 노출되거나 탑재체를 방출할 수 있다. 이 사진에서 열린 문과 도킹된 위성은 궤도 비행 중인 우주선의 작동 구성에서 서로 다른 두 부분을 보여준다.

연결된 위성의 정체와 목적은 공개되지 않았다. 중국 비행체의 크기, 중국이 운용하는 재사용 비행체의 수, 현재 임무의 구체적인 과업 등도 밝혀지지 않았다.

사진에는 밑면에 착륙 장치 수납 공간으로 해석되는 구조물도 보인다. 날개와 함께 보면 우주비행기의 기본 운용 방식에 부합한다. 로켓에 실려 궤도에 오른 뒤 지구 상공에서 임무를 수행하고, 캡슐처럼 하강하는 대신 활주로로 돌아오는 방식이다.

더 선명해진 과거의 사진

사진은 2024년에 촬영됐으며, 같은 해 세부 묘사가 덜 선명한 버전이 공개적으로 소개됐다. 당시 주한 미 우주군 사령관이었던 존 패트릭 미 우주군 대령은 한국에서 열린 오픈 스페이스 포럼 발표 자료에 이 사진을 포함했다.

이후 발표 자료를 촬영한 사진이 온라인에 퍼졌다. 당시에는 세부 정보가 부족해 사진에 어떤 우주선이 담겼는지 불확실했다. DIA가 공개한 자료는 더 선명한 이미지와 함께 대상이 중국 우주선이라는 공식 식별을 제공한다.

보고서는 월드뷰-3가 사진을 촬영했을 당시 반토르가 사용하던 이름인 맥사 테크놀로지스를 출처로 명시했다. 두 회사명은 시기에 따라 달리 쓰인 같은 위성 이미지 사업체를 가리킨다.

지상 관측자들은 중국 우주비행기가 머리 위를 지나갈 때 촬영한 적이 있다. 이번 사진은 약 56마일 떨어진 궤도에서 다른 위성이 찍었다는 점에서 색다른 시각을 제공한다. 비교적 가까운 거리 덕분에 작은 구조적 세부 사항을 더 쉽게 구별할 수 있다.

따라서 이번 공개는 이미 일부 모습을 드러낸 사진을 한층 자세히 보여준 것이다. 또 지구 관측용 위성이 때로는 다른 우주선을 가까이서 촬영해 그 구성을 드러낼 만큼 상업적 역량이 커지고 있음을 보여준다.

네 차례 임무, 궤도 체류 시간은 크게 늘어

중국이 수행한 것으로 알려진 궤도 우주비행기 비행은 2020년 시작됐다. 첫 비행은 약 이틀간 이어졌다. 이후 두 차례 비행은 각각 276일과 268일간 지속되며, 짧은 첫 비행에서 수개월에 걸친 임무를 반복하는 단계로 프로그램이 발전했다.

주요 이정표는 다음과 같다.

• 2020년: 알려진 첫 궤도 임무가 약 이틀간 지속됐다.
• 2022~2023년: 두 번째 임무가 276일간 이어졌으며, 동반 물체 주변의 활동을 관측했다.
• 2023년 12월 14일~2024년 9월 6일: 세 번째 임무가 268일간 지속됐다. 월드뷰-3는 이 비행 중인 2024년 5월 28일 우주선을 촬영했다.
• 2026년 2월 7일: 네 번째 임무가 창정 2F 로켓에 실려 주취안 위성발사센터에서 발사됐다.
• 2026년 6월: 레오랩스가 우주비행기 주변에서 다른 물체를 감지하고, 해당 비행체가 이를 방출한 것으로 판단했다.

두 번째와 세 번째 비행을 합치면 544일이다. 각각 첫 임무의 약 이틀에 비해 130배 넘게 길었다. 가장 뚜렷하게 측정할 수 있는 변화는 실험용 우주선을 장기간 운용하는 프로그램의 역량이다.

2026년 10월 사진이 보도될 당시 네 번째 임무는 여전히 진행 중인 것으로 설명됐다. 착륙 날짜는 공개되지 않았다.

중국 북서부의 외딴 공군기지는 길이 약 1만6,400피트의 활주로를 갖췄으며, 가능한 착륙 지점으로 지목됐다. 하지만 프로그램과의 연관성은 발사 날짜와 임무 기간만큼 공개적으로 확실하게 확인되지 않았다.

우주에서 방출되고 접근한 물체들

중국 우주비행기는 소형 물체를 방출하고 그 주변에서 운용된 정황으로 주목받아 왔다. DIA는 이 비행체가 “물체를 방출하고 상호작용했다”고 밝혔지만, 간략한 설명만으로는 활동의 상당 부분이 공개되지 않았다.

두 번째 임무 중인 2022년 11월, 비행체는 동반 위성과 기동하며 약 100미터 이내까지 접근한 것으로 보인다. DIA는 포획과 방출 활동 가능성을 언급했다. 세 번째 임무 중에도 소형 물체 여러 개가 관측됐다.

레이더를 이용해 궤도 물체를 추적하는 미국 회사 레오랩스는 2026년 6월 네 번째 임무 중인 우주비행기 주변에서 새 물체를 감지했다. 회사는 판단 근거를 다음과 같이 설명했다.

전 세계 네트워크를 통한 추가 관측과 레오랩스 델타 분석을 거쳐 이 물체를 독립적으로 목록에 등록했으며, 중국 우주비행기에서 방출됐을 가능성이 높다고 판단했습니다.

레오랩스는 이 사건을 이전 활동과 연관 지었다.

이번 활동은 우주비행기가 이전 임무에서 수행한 보조위성 방출과 일치합니다.

우주선을 추적하는 천문학자 조너선 맥도웰은 이후 6월에 관측된 물체가 로봇 팔 등을 이용해 회수됐을 가능성이 있으며, 8월 말 다시 방출됐을 수 있다고 제안했다. 이는 관측된 움직임에 대한 하나의 가설로 남아 있다.

랑데부 및 근접 운용은 우주선을 서로 접근시키고 가까운 거리에서 기동시키는 기술적 운용을 뜻한다. 도킹은 한 단계 더 나아가 물리적으로 연결하는 것이다. 두 비행체가 지구 주위를 빠르게 돌고 있는 동안에도 상대 속도와 위치를 정밀하게 제어해야 한다.

2024년 5월 사진에 담긴 도킹 상태는 이런 관측에 구체적인 시각 자료를 더한다. 중국 비행체가 다른 우주선을 후방에 연결한 채 운용될 수 있음을 보여준다.

재사용성이 중국에 중요한 이유

중국은 실험용 재사용 우주선 프로그램을 지구와 궤도 사이를 더 쉽고 저렴하게 오가는 기술을 시험하는 사업이라고 공개적으로 설명해 왔다. 중국 우주 당국은 이러한 기술이 다음과 같은 역할을 할 것이라고 밝혔다.

앞으로 평화적인 우주 활용을 위한 더욱 편리하고 경제적인 왕복 방식을 마련할 길을 열어줄 것입니다.

재사용 우주선은 장비를 지구로 가져와 검사하고, 점검과 수리를 거친 뒤 다시 비행할 수 있다. 연구자들은 지구로 전송된 측정값에만 의존하지 않고, 우주에서 재료나 기기가 어떻게 작동했는지 살펴볼 수 있다.

DIA 보고서는 우주비행기를 우주 장비를 회수하고 재사용하려는 더 광범위한 흐름 속에서 다룬다. 재사용 시스템은 개발이 어렵고 비용이 많이 들 수 있지만, 부품을 회수해 정비하면 반복 비행 비용을 줄일 수 있다고 설명한다.

선룽과 텅윈은 공개적으로 설명된 서로 다른 접근 방식을 보여준다. 텅윈은 중국항천과공집단공사(CASIC)가 2016년 공개한 시스템으로, 모항공기와 두 번째 비행체를 이용해 궤도에 도달하는 방식이다. 공개된 임무 자료에서는 텅윈이 궤도에 발사됐다는 사실이 확인되지 않았다.

중국에는 다른 재사용 우주선 프로젝트도 있다. 중국항공공업집단공사 산하 청두가 개발한 하오룽은 톈궁 우주정거장에 보급품을 전달하는 방안으로 제시됐다. 프로젝트마다 공개된 목적과 개발 이력이 다르므로, 사진 속 기종을 명시하지 않은 DIA의 결정은 중요한 대목이다.

미국의 X-37B와 비교하면

중국 비행체의 외형은 미 우주군이 운용하는 보잉 제작 X-37B를 떠올리게 한다. 두 기체 모두 짧고 날개가 달린 동체와 탑재체 수납 공간을 갖췄으며, 궤도에서 돌아와 활주로에 착륙하도록 설계됐다.

중국 우주선은 날개의 앞전과 뒷전 사이 거리인 시위 길이가 더 긴 것으로 보인다. X-37B는 길이가 약 8.8미터이고 날개폭은 약 4.6미터다. 중국 비행체의 크기는 이와 같은 수준으로 공식 확인된 바 없다.

미국 프로그램은 1999년 NASA에서 시작된 뒤 미 국방부로 이관됐다. 첫 궤도 비행은 2010년에 이뤄졌다. X-37B 두 대는 지금까지 궤도 임무 8회를 수행했으며, 여덟 번째 임무는 2025년 8월 22일 발사됐다.

우주군은 해당 임무에서 레이저 통신과 양자 계측 실험을 공개했다. 레이저 통신은 빛을 이용해 정보를 전송한다. 양자 계측 기기는 극미세 규모에서 물질이 보이는 특성을 이용해 정밀 측정을 수행하며, 항법에 활용될 가능성이 있다.

양국 정부는 우주비행기 운용에 관한 세부 정보를 제한적으로만 공개한다. 우주군은 2025년 2월 궤도상 X-37B의 사진을 처음 공개했다. 사진에는 지구 위를 비행하는 기체와 탑재체 수납고 문으로 보이는 열린 구조물이 담겼다.

두 기체의 외형이 비슷한 것은 상당 부분 공통된 설계 방식으로 설명할 수 있다. 장비를 궤도로 운반해 대기로 돌아오는 우주선은 탑재체 공간과 강한 열로부터 보호할 구조, 하강을 제어할 수단이 필요하다.

더 넓은 안보 평가에 실린 사진

DIA는 중국 우주비행기 사진을 중국, 러시아, 이란, 북한 관련 동향을 포함해 미국 우주 안보의 과제를 평가한 보고서에 실었다. 재사용 우주선에 대한 내용은 위성, 궤도 잔해, 우주 시스템 교란용 무기에 대한 평가와 함께 다뤄졌다.

DIA는 중국의 정보·감시·정찰 전용 위성군이 2018년 이후 세 배 넘게 늘어 현재 510기 이상이라고 밝혔다. 이들 위성은 지구상의 장소와 활동을 감시하는 데 쓰이는 정보를 수집한다.

DIA는 중국이 다른 나라 위성을 교란하거나 손상시키고 파괴하기 위한 무기를 개발 중이라고 평가한다. 중국 정부는 재사용 우주선 프로그램을 기술 시험과 평화적 우주 활용의 관점에서 설명한다. 우주비행기의 전체 임무 내용은 기밀이다.

궤도에서의 근접 접근은 다른 곳에서도 주목받고 있다. 러시아의 코스모스-2612가 최근 미국 상업용 레이더 위성 ICEYE-X36에 접근했다가 멀어지면서 미 의원들의 우려를 샀다. 그 목적은 공개적으로 설명되지 않았다.

이런 배경에서 중국의 사진은 군사·상업 운용자 모두에게 중요한 두 가지 역량을 한데 보여준다. 궤도에서 우주선을 기동하고 연결하는 능력, 그리고 다른 위성에서 그런 활동을 관측하는 능력이다. 중국의 경우 거리와 비밀에 가려져 있던 실제 운용 구성을 드러낸다. 다른 운용자들에게는 상업용 궤도 촬영이 이제 얼마나 많은 것을 보여줄 수 있는지 입증한다.

핵심 내용

• 월드뷰-3는 2024년 5월 28일 90킬로미터도 채 떨어지지 않은 거리에서 중국 우주비행기를 촬영했다.
• 반토르는 별도의 위성이 후방에 도킹돼 있고 탑재체 수납고 문이 열려 있었다고 확인했다.
• 이 이미지는 DIA의 『우주 안보에 대한 도전』 보고서 53쪽에 실렸다.
• DIA는 중국 우주비행기라고 식별했지만 선룽이나 텅윈이라고 특정하지 않았다.
• 중국의 세 번째 궤도 우주비행기 임무는 268일간 이어졌으며, 네 번째 임무는 2026년 2월 7일 발사됐다.
• 추적 관측 자료에는 소형 물체 방출과 동반 우주선 주변 기동이 포함된다.
• 연결된 위성의 정체, 중국 우주선의 크기, 현재 임무의 착륙 날짜는 공개되지 않았다.