드론 전쟁 - 기술, 전략, 전술, 대응, 그리고 규제
다음은 우크라이나 전쟁에서 많이 사용되어 큰 주목을 받고 있는 드론에 대한 기본적인 구분과 기술, 대응책등을 종합 정리한 글입니다.
개 요
공중에서나 지상, 해상에서의 무인 플랫폼 영향력은 5년 전만 해도 예상할 수 없었다.
그러나 우크라이나 전쟁을 통해서 그 영향력이 표출되었다.
무인의 군용 드론은 지난 2022년 2월 러시아의 침공 이후로 감시와 정찰, 자살 폭격, 물류, 그리고 다른 다양한 군사적 활용 분야에서 기하급수적으로 진화하였다.
그럼에도 불구하고 많은 전문가들은 우크라이나에서 개발된 군사용 드론은 단지 표면에 상처만 주는 수준이며 미래에는 최신의 군사적 혁명을 위해 더욱 흥미로운 가능성을 가지고 있다고 생각한다.
눈에 띄지 않게 실시간으로 정보를 제공하는 드론의 능력은 현대의 전장과 공격 무기에 있어서 전략적 그리고 기술적인 의사 결정에 없어서는 안 될 요소가 되었다.
드론은 그들의 역할에 따라 다양한 크기와 모양을 갖게 된다.
노르웨이의 Black Hornet과 같은 작은 크기의 “nano systems”은 즉각적인 정찰이 가능하며 이란의 Shahed 드론과 같은 큰 크기의 시스템은 장거리의 전략적인 공격 또는 “항공모함”으로서 작은 공격용 드론 집단을 보낼 수 있는 기능을 갖춘다.
[ 해상 드론(Seaborne Drones) ]
우크라이나는 러시아와의 전쟁에서 기존의 해군력 부족을 보완하기 위해 무인 해상 선박(USV-naval drones)을 사용하였다.
USV는 GPS와 관성항법, 표적 식별을 위한 수동 그리고 능동 소나, 수면 밑의 탐지를 위한 수중청음기를 포함하여 광범위한 기술적 수단을 탑재하였다.
SBU는 “Sea Baby”로 알려져 있으며 높은 기동성과 1,000 km(625 miles) 넘게 1톤의 폭탄을 탑재할 수 있다.
흑해 지역에 배치된 무인 시스템들은 러시아 선박들을 표적으로 하였으며 미사일을 탑재하여 러시아 흑해 함대의 1/3을 파괴하였고 그들을 크림 반도에서 철수하도록 만들었다.
[ 지상 드론 (Land Drones) ]
무인 지상 시스템 UGV(Unmanned Ground Vehicle)는 이미 1년이 넘게 우크라이나의 최전선에서 물류 이동 지원과 공격 또는 방어적인 작전에 사용되어 왔다.
우크라이나의 디지털 변화 장관인 Mykhailo Fedorov는 140대가 넘는 UGV가 작년에 시험되었으며 최소한 50개의 시스템들이 인증되었고 14개는 NATO 표준을 충족한다고 말했다.
초기에 군대는 기존의 기성품 드론을 구매하고 그들의 능력에 맞는 작전 유닛을 찾았다.
그러나 이제는 사용자에 의해 구체화된 특별한 군사용 요구도를 만족하도록 드론을 설계한다.
군용 드론 분류
[ 정찰 ]
정찰 드론은 센서를 이용하여 높은 해상도의 영상과 전자기 탐지 정보, 그리고 신호와 같은 정보를 수집한다.
이들은 다른 크기를 갖지만 우군을 노출시키지 않고 중요 정보를 제공하기 위해 신중하게 동작하도록 설계된다.
[ 감시 ]
감시 드론은 정찰 드론과 유사한 역할을 수행한다.
그러나 이들은 실시간으로 연속적인 관심 지역의 관찰 정보를 제공할 수 있도록 설계된다.
야간 투시경과 열 측정, 다중 스펙트럼 센서를 이용하여 적의 이동, 식별, 표적 추적, 그리고 군사행동의 결과 평가등을 수행한다.
감시 드론은 장시간 체공이 가능토록 설계되며 특별한 작동 요구도에 의해 제어된다.
[ 전투 ]
전투 드론은 작은 1인칭 시점의 Kamikaze 드론이나 우크라이나 전쟁에서 널리 사용되는 폭격 드론인 “Baba Yaga” 까지 광범위하다.
드론의 크기는 미국의 RQ-4와 같은 항공기 크기의 UCAV(Unmanned Combat Aerial Vehcles)만큼 커질 수 있으며 이는 감시의 기능을 통합하고 유도 미사일이나 공중 폭격과 같은 정밀 타격까지 가능하다.
이미 드론 설계자들은 기존의 폭탄이나 대 자동차 탄두를 드론에 적용하는 대신에 특별히 1인칭 시점에서 투하가 가능하게 설계된 무기들과의 협업을 하고 있다.
특수 제작된 thermite 시스템은 이미 dragon 드론으로 불리는 드론에서 RPG(Rocket-Propelled Grenade) 발사기를 탑재하여 사용된다.
[ 물류 지원 ]
드론은 전쟁지역에서 노출에 의한 위험에 빠지지 않으면서 빠르게 수행되어야 할 임무에 대한 지원에서의 활용이 높아지고 있다.
이러한 임무에는 폭탄 운반, 의료 공급, 식량 및 기타 필수품들을 전쟁지역에 이동하고 부상자를 대피시키는 것들이 포함된다.
드론의 진화
[ 자동화 동작 ]
인공지능과 기계학습, 그리고 다른 자동화 기능들은 군용 드론에게 인간의 개입을 최소화하면서 동작할 수 있는 기능을 제공할 것이다.
이러한 무인 시스템들은 데이터 분석과 센서의 입력이 통합된 그들의 프로그램을 바탕으로 실시간 의사결정이 가능할 것이다.
발전된 광학과 장애물 탐지기, 항법 시스템은 AI 강화 드론에게 도심 지역과 시민들로 복잡한 지역에서의 다차원 동작을 가능하게 할 것이며 여기서 드론은 정당한 표적과 무관한 표적 간의 구분이 가능할 것이다.
[ 기계학습 ]
많은 우선순위의 표적 이미지를 각인하여 기계학습된 알고리즘은 드론이 계속해서 진화하기 위해 적응하고 배울 수 있도록 한다.
이 기술은 EW 시스템에 의한 영향을 크게 줄일 수 있는데 그 이유는 드론이 표적으로 잡힌 이후에도 기계학습으로 자동 비행을 할 수 있기 때문이다.
운용자의 기술에 대한 의존성을 줄이고 알고리즘이 이를 대체하게 된다.
미래에는 소프트웨어 개발이 전쟁에서의 승리를 위해 드론이 탑재해야 하는 센서나 추진, 무기 시스템만큼 중요해질 것이다.
[ 군집 기술 ]
제어되는 유닛들에 의해 모두 같이 동작하는 드론의 무리는 이제 현실이 되었다.
이러한 군집 기술은 중복성과 확장성의 증가와 임무 성공률을 높여준다.
군집은 감시와 전자전, 그리고 동기화된 공격이 가능하다.
이러한 군집 드론은 지상에서 발사될 수 있고 또한 수송기와 같은 드론이나 기존의 항공기에서 발사될 수 있다.
[ 스텔스 기술 ]
군용 드론 개발자들은 레이다 반사 단면적을 줄여 육안이나 전자적인 탐지를 어렵게 하기 위한 설계를 계속하고 있다.
이를 통해 적이 알아채지 못하게 정보를 수집하면서 이들의 생존성을 높여줄 것이다.
Quieter 모터는 드론의 잡음을 줄여 스텔스 성능을 강화하는데 도움을 줄 것이다.
[ Tethered 드론 ]
광섬유로 제어되는 드론은 재밍이나 탐지, 그리고 전자전 공격에 영향을 줄여준다.
광섬유 케이블을 펼칠 수 있는 카세트를 탑재한 표준 쿼드콥터는 양방향 통신 채널을 제공할 수 있는 높은 대역폭의 데이터 링크를 지원하여 이를 통해 적이 눈치챌 수 있는 라디오 방출을 하지 않을 수 있다.
[ 운영 거리의 확장 ]
추진체와 재질, 그리고 에너지 효율에 있어서의 혁신은 군용 드론의 운용 거리와 유지 시간을 늘려주었다.
드론이 표적 지역 상공에서 장시간 머물면서 연속적인 모니터링과 실시간 감시가 가능해졌다.
최근의 떠오르는 기술은 공중에서의 급유와 빠른 배터리 충전이다.
차세대 배터리는 낮은 가격과 적은 소음, 더 긴 운용시간을 제공한다.
통신 중계기를 탑재한 드론의 사용으로 드론 제어 시스템의 도달 거리를 확장하고 따라서 드론 운용 거리를 확장시킬 수 있다.
대 드론 기술
군용 드론 기술이 발전될수록 적의 드론을 탐지하고 추적하여 무력화시킬 수 있는 대 드론의 기술도 필요하게 되었다.
[ DME (Drone Monitoring Equipment) ]
드론 모니터링 장비인 DME는 수동적인 관찰 또는 청취를 하거나 능동적으로 신호를 드론에 보내고 어떤 회신이 있는지 분석할 수 있다.
이를 통해 드론의 존재 유무를 알 수 있고 기능적으로 구분하거나 각 드론의 모델과 디지털 흔적을 알 수 있고 위치 그리고 실시간으로 추적도 할 수 있다.
대응책을 전개하는 것을 목표로 할 수 있고 또는 최소한 드론으로부터 회피를 할 수 있게 한다.
DME는 탐지뿐만 아니라 이를 구분하고 새나 비행기와 같은 다른 사물과 위협을 구분할 수 있어야 한다.
그리고 미래에는 드론의 특정 모델을 식별하여 위협의 수준을 확인할 수 있어야 한다.
특정 드론의 디지털 흔적을 수집하고 분석하면 향후에 전쟁 범죄에 드론을 사용한 사용자를 기소할 수 있다.
DME에는 4가지의 주요 타입이 있다.
무선 주파수 분석은 드론과 조종사 간의 무선 통신을 탐지할 수 있다.
음파 센서는 드론의 소음을 탐지할 수 있으며 비행의 방향을 알 수 있다.
적외선 또는 열화상 이미지 광학 센서는 밤에도 드론을 탐지할 수 있다.
레이다는 드론을 탐지하는데 라디오 에너지를 사용하는데 이는 능동형 센서로서 잘못하면 드론이나 운용자에게 송신 위치를 노출시킬 수 있다.
[ DCE(Drone Countermeasure Equipment) ]
대응책의 목표는 드론의 물리적인 파괴나 무력화 또는 제어권을 뺏는 것이다.
물리적인 파괴는 일반적으로 특정 발사체를 드론에게 발사하는 것을 말하지만 고에너지의 HPEM(High Power Electo-Magnetic) 빔을 이용하여 드론의 회로를 파괴하거나 높은 에너지 레이저를 이용하여 드론의 기체나 전자장치를 파괴하는 것을 말하기도 한다.
무선 주파수 재머는 고정형이나 이동형 또는 휴대형이 있으며 이미 우크라이나와 러시아에서 전쟁에 광범위하게 사용되고 있다.
이것은 많은 RF 에너지를 드론에 송신하여 제어 신호를 가려서 현 위치에서 착륙 또는 떨어뜨리거나 미리 프로그램된 지역으로 되돌리거나 또는 제어되지 않은 방향으로 비행하게 만든다.
GPS spoofer는 드론이 항법에 필요한 통신 신호를 대체하여 드론으로 하여금 다른 지역에 있는 것으로 착각하게 만든다.
실시간으로 동작하면 드론의 제어권을 가져올 수 있고 안전지대로 드론을 보낼 수 있다.
우크라이는 이미 이 기술을 사용하고 있다고 한다.
CTS(Cyber Takeover System) 기술은 아직은 초기 단계에 있으며 이는 수동적으로 드론에서 보내는 무선 주파수를 탐지하여 드론의 시리얼 번호를 식별하고 AI를 이용하여 드론을 해킹하기 위한 신호를 보내고 제어권을 가져와 이를 안전한 지역에 보낼 수 있다.
Drone-catching nets는 물리적으로 비행 중인 드론을 그물을 이용하여 포획하는 시스템이다.
그물은 로켓을 이용하여 지상에서 발사하거나 포획 드론에서 발사할 수 있다.
윤리 및 법적 고려 사항
군용 드론 기술의 발전과 UAV의 존재가 많아지고 이들의 사용이 전쟁에서의 승리에 중요 역할을 함에 따라 이전의 전장에서 무기 시스템과 마찬가지로 전쟁에서의 이들의 사용에 대한 윤리적이고 법적인 고려가 필요하다.
이는 완전한 자동 의사결정의 기능을 가진 드론에 대한 군의 사용이 증가함에 따라 더욱 중요해진다.
인권법에 따라 국가는 전투원과 시민을 구분해야 하고 민간 물체와 군사 목적을 구분해야 한다.
드론의 사용은 이러한 기본 원칙을 따라야만 한다.
군대는 전쟁에서 AI로 제어되는 드론의 행동과 결정을 통제하고 설명할 수 있는 메커니즘을 개발해야만 한다.
드론을 전쟁에서 사용하는 것을 법제화하기 위해서는 제네바 협약 및 다른 분쟁에 대한 협의사항을 포함한 기존의 국제법을 재검토하고 수정할 필요가 있다.
출처 : KYIV POST