태양흑점 폭발의 여파가 현실화로 다가오면서 관계당국에서 그에 대한 대책을 마련 중이다. 방송통신위 전파연구소의 경우 우주전파환경연구센터 구축을 준비중이며 국방부의 경우 적의 EMP탄 공격에 대비 지하방호시설을 새로 만들거나 보수할 계획이라고 말했다. 하지만 관련전문가들은 이 같은 조치가 전자파 등 통신재난을 대비하기에는 미흡하다는 지적도 하고 있다.

<재난포커스 - 이정직 기자(jjlee2di-focus.com)>

태양흑점 폭발 관련 세미나

태양흑점 폭발의 여파로 전자기기가 마비될지 모른다는 우려가 커지고 있는 가운데 이에 대한 대책도 논의되고 있다. 지난 2009년 10월 29일 서울(렉싱턴호텔)에서는 태양흑점 폭발 등 태양활동시 발생하는 우주전파환경변화에 따른 제1회 ‘우주전파환경 서비스 수요자 컨퍼런스’ 세미나를 개최했다. 이날 세미나는 방송통신위원회 전파연구소(소장 김춘희)주최로 이뤄졌으며 태양흑점 폭발 등 태양활동시 발생하는 급격한 우주전파환경 변화에 직간접적으로 영향을 받는 국내 방송·통신 및 재난관련 유관기관 관계자들이 모여 주요기관별 요구사항을 수렴하고 발전방향을 토론하기 위해 마련된 자리였다.

 여기에는 우주전파환경 서비스의 주요 수요 기관인 육군, 공군 등과 KBS, KT 등 방송·통신사, 그리고 행정안전부, 기상청, 항공우주연구원, 천문연구원 등 국내 우주전파환경 관련 50여 기관 100여명의 전문가들이 참여하기도 했다. 당시 방송통신위원회 전파연구소는 보다 나은 우주전파환경 예·경보 서비스를 제공하기 위해 2011년 완공을 목표로 제주에 ‘(가칭)우주전파연구센터’를 구축 중이라고 말했다.

이날 컨퍼런스에서는 또 효율적인 구축 및 운용을 위해 ▲주요기관별 요구사항 파악 및 반영방안 ▲예·경보 서비스의 질적 제고를 위한 유관기관 간 협력 방안 ▲우주전파환경 변화로부터 국가 방송통신 인프라의 보호 및 공공안전을 위한 센터의 역할과 운용방안 등이 발표되고 논의되었다.

방송통신서비스 우주전파환경에 맞게 변화 필요

이날에는 지상의 전파를 이용해 방송하는 지상파 방송이나 방송 위성을 이용한 위성방송, 위성 통신 등 방송통신 서비스가 우주전파환경 변화로 피해를 받지 않도록 맞춤형 정보 제공이 필요하다는 지적이 제기됐다. KBS 김칠성 연구원은 “태양흑점 폭발 등 태양활동시에 방송 전파에 잡음이 생기는 등 품질이 나빠질 수 있다”며 우주환경 변화와 관련한 정보를 적극적으로 공유하자고 제안했다.

김칠성 연구원은 “단파 및 일부 중파 라디오 방송이 지상의 전리층에 전파를 반사시켜 송신하는데 전리층의 높이 변화에 대응하지 못해 방송 품질이 안 좋은 경우가 많이 있었다”며 “관련 데이터를 제공받는다면 방송 품질이 개선될 것”이라고 말했다. KBS는 현재 김제, 강진, 화성에 세운 17개 안테나를 통해 미주, 유럽, 중국, 러시아 등 세계 각국에 중파 및 단파 라디오 방송을 송출하고 있다.

그러나 전리층 상황과 관련해서는 20년 전 데이터에 기반해 송신 시스템을 구성하고 있어 정확한 곳에 전파가 도달하지 못하고 있는 상황이다. 김 연구원은 “계절별, 시간대별로 전리층 높이 변화를 알 수 있다면 거기에 맞게 전파 송출 반사각을 바꿔서 보다 정확한 서비스가 될 수 있을 것”이라고 말했다. 그는 또 “TV나 FM방송 역시 디지털화에 따라 아날로그에 비해 낮은 출력으로 방송되다보니 잡음에 더 취약해질 수밖에 없다”며 “우주전파로 인한 잡음 레벨이 주파수 대역별로 얼마나 올라가느냐를 알 수 있다면 방송에 미치는 영향이 얼마나 있는지 알 수 있다”고 말했다.

 또 우주환경 변화는 지상에서 관측하기 어렵지만 여러 방송통신 환경에 영향을 미쳐 자연재해가 될 수 있기 때문에 피해 예방을 위한 예경보 시스템 마련을 위해 관련 기관 공조체계를 구축해야 한다는 지적도 제기됐다. 실제로 태양흑점 등 태양 활동으로 인한 변화는 위성항법장치(GPS)의 측정 오차를 야기하거나 태양전지판 손상, 컴퓨터 메모리 손상, 비행기 승객의 X선 피폭 등의 재해를 불러올 수 있다고 알려졌다.

이와 관련, 방송통신위 전파연구소는 제주시 한림읍 귀덕리에 오는 2011년말까지 186억원의 예산을 들여 우주전파환경연구센터를 구축한다고 말하기도 했다. 이는 태양 폭발 등 우주전파 환경의 급격한 변화가 국내 방송통신 시스템에 미치게 될 영향을 파악하고 보호하기 위해서다.

이를 통해 태양풍 관측기나 전리층 관측기 등 우주전파환경 시스템을 국산화하고 우주전파환경이 방송통신주파수, 위성항법시스템(GPS)에 미치는 영향을 연구하게 된다. 방송통신위 형태근 위원은 “급격한 태양활동으로 인한 우주전파환경 변화가 사회전반과 국가안보 전반에 걸친 피해로 확산될 수 있어, 우주전파환경 연구 중요성이 커지고 있다”고 말했다.

민관기관도 대책 나서

민관기관에서도 이에 대한 대비책을 마련하고 있다. 지난 5월 27일 SK C&C(대표 정철길)는 전파연구소(소장 임차식)가 추진하는 100억원 규모의 우주전파센터 관측·예보체계 구축사업에 착수했다. SK C&C는 오는 연말까지 GPS 항법 장애와 유무선통신 두절 등 피해를 유발하는 태양 폭발을 사전에 파악하기 위해 ACE위성 수신국, 광대역 태양전파 노이즈 관측기, 태양풍 지상관측기 등의 관측시설을 구축할 예정이다.

 또 태양의 이상징후 관련 데이터를 수집·분석, 국내외 주요 기관에 정보를 공유하는 등 철저한 대비 차원의 우주전파 환경 예보 서비스 체계도 마련한다. 이외에 우주전파 환경 인식 제고를 위해 예·경보 홈페이지를 구축하고, 모바일 예·경보 서비스, 트위터(SNS) 등 다양한 예·경보 서비스를 제공할 예정이다.

특히 사용자 편의성과 유연성을 고려한 서비스 지향 아키텍처(SOA)와 전자정부 표준 프레임워크를 적용, 국내 관련 기관은 물론이고 미국 국립해양대기청 우주기상예보센터 등 해외 예·경보 기관과의 연계성도 강화할 예정이다. 이광엽 SK C&C 상무는 “이 사업이 완료되면 정확한 우주전파 환경 예·경보 서비스 제공을 위한 인프라가 완성될 것”이라며 “우리나라의 우주전파 환경 예보기술의 독자적 운영을 위한 선진 예보체계 구축을 통해 태양 폭발로 인한 국민과 산업의 피해가 최소화될 수 있도록 노력할 것”이라고 말했다.

우주감시체계 구축의 필요성

한편 우주감시체계도 한층 강화되고 있다. 그중 우주물체 감시 분야는 소행성 및 인공위성에 대한 상시 관측이 목적이며 광시야 광학망원경 자동화개발, 인공위성 및 지구접근 천체 감시수행 등이 주업무다. 정부에서도 우주환경 감시분야에 대비책을 준비 중이다. 정부는 스위스 공대와 공동으로 태양전파 관측기를 구축, 지난해 10월부터 24시간 태양전파폭발 감시망에 가입했다.

더불어 지구 자기권의 변화를 관측하기 위한 지구 자기장 측정기를 보현산천문대에 설치함으로써 우주환경감시를 위해 반드시 필요한 지상관측 시스템을 보완했다. 이러한 지상관측기들을 통해 수집된 우주환경감시정보는 향후 우주환경감시실에서 통합·분석될 예정이다. 우주환경감시실도 강화했다.

우주환경감시 시스템을 통합 분석하기 위해 지난해 2월 구축된 것으로 우주환경의 기본요소인 태양 복사, 고에너지 입자 그리고 지자기장의 변화를 분석하고 예보한다. 또한 지구 전리층 전자밀도의 변화, 태양활동 및 태양풍 변화, 전지구적 단파통신 최적 주파수 변화를 실시간으로 감시하고 태양 충격파의 지구 전달 시간 및 자기권계면 위치 예보를 수행하게 된다.

광시야망원경으로 한반도 상공 감시

우주환경감시도 강화하고 있다. 우주환경감시실은 위성의 발사 및 운용, 무선통신 운용 및 장애 원인 파악 등에 활용된다. 소행성, 혜성 등 지구근접천체(NEO)와의 충돌로 인한 인명 및 재산피해는 지질학적인 시간에 비교했을 때 그 수준은 지진, 태풍, 홍수와 같은 자연재해와 비교할 수 있을 만큼 심각할 수 있다.

 이러한 우주물체와의 충돌을 피하기 위한 감시체계에 나선 우리나라는 지난 2002년과 2005년에 연세대학교와 공동으로 남아프리카 공화국 서덜랜드(Sutherland)에 위치한 남아공 국립천문대(South African Astronomical Observatory)와 호주 사이딩 스프링 천문대(Siding Spring Observatory)에 무인관측소를 설치해 남반구 하늘의 소행성을 감시하고 있다. 한국천문연구원 문홍규 박사는 “인공위성을 추적하거나 감시하는데에도 그대로 적용될 수 있어 현재 한반도 상공의 정지위성과 정기궤도 상의 위성폐기물을 상시감시하기 위한 기반기술을 개발하고 있다”고 말했다.

우주재난 대비의 필요성

지구 근접 우주공간의 환경변화를 일컫는 ‘우주날씨(Space Weather)’에 대비하기 위한 우주환경예보센터 구축도 박차를 가하고 있다. 우주날씨를 감시해야 하는 중요한 이유는 각종 통신(위성방송), 항법장치(GPS), 기상 그리고 과학 관측에 널리 사용되고 있는 인공위성들이 지구 주변 우주공간에 상주하고 있어서 우주환경의 직접적인 영향을 받기 때문이다.

예를 들어서 지자기 폭풍에 의한 위성의 순간적 궤도이탈이나 고에너지입자로 인한 태양전지 및 컴퓨터메모리 고장 등을 일으킬 수도 있다. 뿐만 아니라 우주비행사나 극궤도를 지나는 비행기 승객의 X-피폭, 무선통신장애, 전력배전망의 손상 등 우리 생활에 직접적인 피해를 줄 수 있다. 이미 미국을 포함한 선진국에서는 우주환경예보센터를 갖추고 이러한 재난에 체계적으로 대비하고 있다.

우리나라도 우주환경의 급변화로 인한 재난 대비 및 피해 최소화를 위해 우주날씨예보에 대한 필요성을 느껴 현재 초보적인 단계지만 우주날씨서비스를 제공하고 있으며, 우주환경 연구와 예보를 집중적으로 수행할 수 있는 우주환경예보센터를 구축할 예정이다.

관련법률 1년 동안 국회에 계류 중

이와 같이 각계 기관에서 태양흑점 폭발 대비 후속대책을 강구하고 있지만 아직도 미흡하다는 지적이 나오고 있다. 천문연구원은 오는 2013년 5월에 극대기를 맞아 고에너지 물질이 포함된 강력한 태양 폭풍을 발생해 통신위성 작동 중단과 각 시스템의 고장을 예상하고 있으며, 지상에서는 강력한 자기 변동으로 전선 과부하가 걸려 대규모 정전사태가 일어날 것으로 내다보고 있다.

하지만 국내에는 아직 관련법이 없어 우주위험에 무방비 상태인 것으로 드러났다. 전문가들은 우주기상을 발표할 수 있도록 하는 법률이 1년 동안 국회에 계류 중이라며 정부와 국회 차원의 관심과 적절한 조치가 필요하다고 강조하고 있다. 특히 태양흑점과 함께 북한 EMP공격을 해온다면 그 위험성은 더 심각해진다. 실제로 EMP공격시 대통령, 장관 등이 대피해 전시 지휘부로 사용할 지하방호시설이 북한이 개발 중인 전자기파(EMP)탄 공격에 무력한 것으로 나타났다.

2008년 미국 하원 또한 북한이 EMP탄으로 미 본토를 위협할 것으로 전망하기도 했다. 군 당국은 지난해 8월 서해안 일대의 위성추적장치(GPS) 수신 장애를 북한의 소행으로 보고 있는데 이를 근거로 북한이 EMP탄 제조용 핵심 기술을 확보한 것으로 인식하고 있다.

군 지하방호시설 EMP탄에 무기력

특히 EMP탄의 경우 폭발 후 EMP가 파장의 최고점까지 도달하는 시간이 핵무기에 비해 짧아 밖으로 훨씬 강력한 에너지를 내뿜을 수 있고, 핵무기와 달리 EMP의 주파수 분석도 현재로선 불가능하다. 방위사업청이 2010년 10월 21일 한나라당 정미경 의원에게 보고한 내용에 따르면 군이 확보한 지하방호시설은 EMP탄이 아닌 핵무기 공격에만 대처하도록 설계된 것으로 확인됐다.

군은 올해부터 2014년까지 1,314억원을 들여 서울 2곳, 경기 1곳, 대전 2곳에 지하방호시설을 새로 만들거나 보수할 계획이다. 하지만 EMP탄이 국내 상공에서 폭발한다면 EMP를 발산해 지상의 각종 무기와 장비를 무력화시키고 EMP탄 대처에 미흡한 지하방호시설인 경우 그 활용도가 무용지물이 된다. 이에 대해 한 정부연구기관의 EMP 전문가는 “EMP탄에 대비하려면 핵무기 대응시보다 지하방호시설을 더 견고하게 만들어야 한다”고 설명했다.

군 관계자도 “지하방호시설이 없는 것보다는 낫겠지만 현재대로라면 EMP탄 공격을 막지 못할 가능성이 매우 높다”고 우려를 제기하기도 했다. 이에 대해 군은 핵무기용으로 확보한 지하방호시설이 지하 암반 아래 깊은 곳에 있어 EMP탄의 전자기파도 문제없다는 입장이다. 하지만 군 당국은 자연 암반이 EMP탄의 EMP를 얼마나 차단하는지 사전 검증은 없었으며 단지, 내년 4월에야 연구용역 결과가 나올 예정이라 밝혔다. 또 하나의 문제는 예산 확보다.

 지하방호시설은 400여개의 방으로 구성되는데 EMP탄에 완벽하게 대비하려면 방의 겉면을 전파차단용 자재로 감싸고 지상으로 연결되는 환기구와 각 방에 연결된 전선의 틈새에 필터를 설치해야 한다. 이 경우 비용은 두 배 이상으로 늘어난다. 하지만 국방부를 제외한 다른 부처는 뒷짐만 지고 있다.

 기획재정부는 추가 예산에 소극적이고, 전시 지휘부를 운영할 청와대 등 관련 기관은 국방부와 비용을 절반씩 나누는 매칭사업에 부정적이다. 이에 대해 관계 전문가는 “막대한 돈을 들여 지하방호시설을 갖춰도 정작 EMP탄에 소용없다면 반쪽 짜리 대책에 불과하기 때문에 사전 검토부터 면밀하게 끝내야 한다”고 지적했다.

국방부 EMP대비 클라우드 컴퓨팅 시스템 확대 구축

한편 국방부가 시범운영하고 있는 국방 클라우드 컴퓨팅 시스템을 확대 구축, EMP공격에 대비한다는 복안을 발표했다. 국방부는 지난 2010년 12월 북한의 EMP탄 공격에 대비 국방 클라우드 컴퓨팅 시스템이 구축하고 있으며, 연간 460억원의 전력소비를 줄일 수 있고 전산체계를 무력화 시키는 북한의 EMP 공격에도 대응할 수 있게 된다고 말했다.

클라우드 컴퓨팅 체계는 개별적으로 운영돼온 전산서버를 가상화해 통합적 형태로 운영하는 것을 말한다. 이 체계를 전체로 확대 운영하게 되면, 약 66% 전력소비를 절감해 연간 430억원의 경제적 효과를 거둘 수 있다. 박동주 국방부 통합정보관리소 사업담당관은 “클라우딩 컴퓨터 체계가 되면 정보자원의 IT기반을 풀형태로 활용할 수 있기 때문에 분산운영 가변운영해서 필요한 시기에 필요한 자원을 공급할 수 있다” 고 강조했다.

또 국방부는 적의 어떤 공격에도 안전하게 전산체계를 보호할 수 있게 앞으로 2곳의 관리 방호시설인 통합정보관리소에서 이 시스템을 운영할 예정이라고 밝혔다. 이렇게 되면 강한 전자기 펄스 즉 EMP를 발생시키는 EMP탄 등으로부터 전산장비를 보호할 수 있게 된다는 것이 국방부 주장이다. 박동주 국방부 통합정보관리소 사업담당은 “전국적으로 여러 개의 서버가 통합정보관리소로 가게 되면 EMP나 화생방 재래식 폭탄에 대한 방호력이 향상된다”고 말했다.

또 국방부는 현재 64비트인 암호체계를 개선해 전산 보안도 대폭 강화할 계획이다. 이 같은 계획에 대해 전직 고위공무원 김모씨는 “앞으로의 북한의 도발 형태가 국가 기반시설에 대한 테러정책으로 나타날 개연성이 많다. 그중에서 우리사회의 도시화 구조와 전산화된 시스템에서 이런 취약점을 갖고 있다” 고 말했다.

그는 “탄소섬유탄 등 EMP탄으로 공격할 수 있는 방법은 여러 가지다” 며 “이에 대한 방어 태세를 갖출 수 있는 법체계가 필요하며, 이에 대한 사전 준비가 중요하다” 고 강조했다. 또 “법에 대한 규정 및 기술규정, 설치규정이 필요하다” 며 “ EMP 등과 같은 관련사고가 일어났을 때 이에 대처할 수 있는 교육·홍보도 필요하며 재난 발생시 긴급 복구할 수 있는 매뉴얼이 준비되어야 한다.

재난 발생시 이를 복구하는 매뉴얼은 존재하지만 예방 매뉴얼은 없는 실정이다. 이를 위해 재난복구에 필요한 기자재의 도입도 필요하다”며 이에 대한 재난관련전문가의 필요성을 역설했다.