중국, 열 추적 레이다로 300km 밖의 스텔스 표적을 탐지한다. - 2022.08.23

“중국 엔지니어들은 그들의 작은 적외선 탐지 및 추적 시스템이 아주 먼 거리에서 빠르게 움직이는 항공기의 열 표식을 탐지해 낼 수 있다고 말한다.  또한, 탐색 모드에서 이 레이다는 전체 하늘을 스캔하는데 그 어떤 기존의 시커보다 빠르게 탐색할 수 있다고 한다.”

 

(중국 엔지니어들이 개발한 적외선 장치는 레이저가 표적에 반사되는 것을 이용하며, 이 그림은 7km~37km 거리에 있는 항공기 표적의 영상이다.)

 

Chinese 저널 “Infrared and Laser Engineering”에 따르면 중간 파장대의 적외선 시스템은 약 285 km (177 miles) 밖의 민간 항공기를 탐지하고 추적할 수 있다고 한다.

항공기의 형상, 로터, 꼬리, 그리고 엔진의 개수는  적외선 스펙트럼 이미지상에서 확실하게 구분될 수 있다. 

(중국에서 개발한 열 추적 레이다로 자동차나 전투기, 위성등에 장착하여 300km 거리의 표적을 탐지할 수 있다.)

 

이 열 추적 레이다는 또한 강한 레이저 빔을 표적에 방사할 수 있으며 이 정보를 수집하여 항공기 윈도우의 수와 같은 상세 정보를 얻을 수 있다.

이 시스템은 차량이나 항공기, 위성등 다양한 분야에 적용할 수 있을 만큼 소형으로 만들어졌다고 한다. 

 

장거리 적외선 레이다 기술은 스텔스 표적을 탐지하는 분야에 있어서 매우 중요한 역할을 하고 있다.

스텔스 기술이 적용된 군용 항공기는 전통적인 레이다를 피할 수 있지만 그 몸체와 엔진에서는 열을 방출할 수밖에 없다.

 

대부분의 적외선 카메라는 긴 적외선 파장대를 사용하여 대기에 쉽게 흡수되기 때문에 대부분 20km 거리 이상을 볼 수 없다.

그러나 중간 적외선 파장대의 좀더 강한 열 신호는 공기 중에서 더욱 멀리까지 전달될 수 있다.

 

Flightglobal 2015에 따르면 중국은 150km 거리에서 미국의 B-2와 110km 거리에서 F-22를 탐지하기 위해 J-20 스텔스 항공기를 위한 열 추적 레이다를 개발했다고 한다.

매우 적은 수의 photons 또는 빛의 조각만이 탐지기의 작은 렌즈에 닿기 때문에 적외선 레이다의 탐지 거리를 늘이는 것은 쉽지 않다. 

(중국의 J-20 스텔스 전투기 Mighty Dragon)

 

중국의 엔지니어들은 그들이 개발한 광학 센서는 한 개의 photon을 매우 효과적이고 정확하게 탐지해 낼 수 있다고 말한다.

개발팀은 이 single-photon 탐지기에 대해 더 이상의 상세한 내용을 말하지는 않았지만 중국은 최근 이 분야에 있어서 기술을 선도하고 있는 것으로 알려져 있다.

 

2016년 중국에서 발사한 Mozi 위성에는 가장 감도가 높은 single-photon 탐지기 기술로 우주에서의 양자 통신을 최초로 적용했다.

올해 초 발사한 양자 CubeSat 위성에 대해 중국의 과학자들은 중국 정부의 꾸준한 투자를 바탕으로 기존 장치의 일부 정도밖에 안 되는 크기로 탐지기를 소형화시켰다고 말한다.

 

항공기의 속도는 또 다른 문제라고 이 기술팀은 말한다.

(서로 다른 거리에서 탐지된 민간 항공기의 적외선 영상)

 

적외선 레이다는 멀리 떨어져 있는 표적의 극도로 약한 신호를 탐지하기 위해 오랜 시간 하늘을 쳐다봐야 하며 움직이는 표적은 흐릿한 이미지 흔적을 남기고 이는 신호를 식별하고 추적하는 정확도에 영향을 미치게 된다.

중국 개발팀은 그들의 혁신적인 기술로 매우 빠르게 회전하는 거울을 내장하여 정밀하면서 자동으로 빛의 방향을 추적함으로써  움직임의 흐릿함을 효과적으로 제거할 수 있다고 말한다.

먼 거리에 있는 표적을 탐색하는 모드는 전체 하늘을 수 초 내에 스캔할 수 있으며 이는 현존하는 열 추적 시커 중 가장 빠르다고 그들은 말한다. 

이 장치는 -40˚C~60˚C(-40˚F~160F)의 온도 변화 속에서 성능이 안정적임을 검증했다고 한다.

 

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어떠한 신호도 송출하지 않는 수동 모드인 동안에 상대는 이 시스템의 위치를 확인하기 어려울 것이다.

이 시스템은 또한 현존하는 기술로 적외선 신호를 재밍하는 것은 어렵기 때문에 전자전에서도 높은 활용성이 높다.

 

중국 북동부에 있는 중국 과학연구원 Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics에서 개발한 또 다른 장거리 적외선 레이다는 225 km 거리밖에 있는 항공기 열 신호를 탐지해냈다고 이 프로젝트에 참여한 과학자가 말했다.

이 장치는 또한 맑은 날 밤에 1,000 km 거리 밖에 있는 국제 우주 정거장을 식별하고 추적하였다고 한다.

이러한 열 추적 레이다의 유효한 탐지 거리는 많은 요소에 의해 영향을 받을 수 있다.

예를 들면, 기상, 대기의 배경 온도, 항공기 엔진을 바라보는 각도, 그리고 열 감소 기술 등이 있다.

 

미국과 중국을 포함한 많은 나라들은 앞으로의 전쟁 결과에 영향을 줄 수 있는 차세대 적외선 기술을 개발하기 위해 경쟁하고 있다.

이러한 프로젝트에는 자동차 크기의 작은 표적을 식별하고 타격할 수 있는 극초음속 열 추적 미사일과 수천 km 거리밖에 있는 극초음속 무기에 의해 발생하는 열을 탐지할 수 있는 저궤도 위성 또는 항공기 기반의 글로벌 조기 경보 시스템 개발 등이 포함된다. 

 

 

 

출처 : South China Morning Post