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[IT뉴스]우주 핵 위협 막는다…우주 핵무기 감지하는 센서 기술

온카뱅크관리자

2026-07-09 16:17:31

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 인공위성이 지구 궤도를 돌고 있다. 게티이미지뱅크 제공
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 우주에 존재하는 핵무기를 감지하는 센서가 과학적으로 개발 가능하다는 점을 입증한 연구 결과가 제시됐다. 
 아레그 다나굴리안 미국 매사추세츠공대(MIT) 원자력공학과 교수 연구팀은 우주 궤도에 숨겨진 핵무기를 찾을 수 있는 위성 센서 기술에 대한 개념을 설명한 논문을 8일 '네이처'에 발표했다. 
 러시아는 2022년 지구 저궤도에  ‘코스모스-2553’이라는 위성을 발사했다. 코스모스-2553은 방사선이 매우 강한 궤도에 배치돼 미국 정부는 핵무기 탑재를 위한 위성 실험일 것이라고 추측했다. 코스모스-2553은 러시아가 우크라이나를 전면 침공하기 불과 몇 주 전 발사돼 의심을 가중시켰다. 
 지구 표면에서 160~1930km 떨어진 지구 저궤도에서 핵폭발이 일어나면 수조 개에 달하는 초고에너지 전자가 방출된다. 방출된 전자들의 영향으로 우주에 있는 인공위성들이 파괴되면 국제 통신망, 위성위치확인시스템(GPS) 등이 마비되는 상황에 이르게 된다. 
 실제로 1962년 미국이 우주에서 1.4Mt(메가톤)급 열핵탄두(소형 수소폭탄)를 폭발시키는 실험을 진행했고 의도치 않게 인공위성 상당수를 파괴시켰다. 폭발 과정에서 엄청난 양의 초고에너지 전자가 방출됐고 전자의 상당수는 지구 자기장에 갇혔다. 갇힌 전자가 위치한 곳을 통과하는 위성의 전자장비들이 손상을 입었다. 
 다나굴리안 교수는 "우주에서 핵폭발이 일어나면 폭탄 자체가 이온화되면서 자유전자가 된다"며 "전자들은 ‘내부 밴 앨런 방사선대’로 유입돼 자신을 지나치는 모든 물체와 충돌한다"고 말했다. 내부 밴 앨런 방사선대는 지구 자기장에 붙잡힌 고에너지 입자들이 모여 있는 방사선 영역이다.  
 국제우주법의 기초가 된 조약인 ‘우주 조약’은 우주에 핵무기를 배치할 수 없다는 내용을 담고 있다. 문제는 인공위성이 핵무기를 싣고 있는지 실제로 확인할 방법이 없다는 것이다. 
 다나굴리안 교수는 "러시아는 방사선이 아주 강한 매우 이상하고 이례적인 궤도에 위성을 발사했다"며 "러시아가 아무도 위성을 보내지 않는 곳에 위성을 배치한 이유는 핵무기를 폭발시켰을 때 방출되는 전자를 가장 효과적으로 가둘 수 있는 위치이기 때문일 가능성이 있다"고 설명했다. 
 연구팀은 우주에 핵무기가 배치될 가능성이 있다는 점에서 핵무기를 탑재한 위성을 가려내는 방법을 제안했다. 의심스러운 위성 주변을 공전하면서 중성자를 탐지하는 ‘위성 기반 센서 시스템’ 개념이다. 
 연구팀이 제안한 위성 기반 센서 시스템은 방사선과 상호작용하면 빛을 방출하는 물질인 ‘신틸레이터’로 구성된 두 개의 패널이 탑재된다. 신틸레이터는 중성자, 양성자, 전자 등이 있을 때 발광한다.  
 연구팀은 중성자, 양성자, 전자를 구별하기 위해 두 개의 패널 사이에는 인공 다이아몬드 결정 검출기를 배치하는 방법을 제시했다. 입자가 다이아몬드에 남긴 흔적을 보면 중성자를 가려낼 수 있다. 중성자가 날아온 방향도 추정 가능해 핵무기가 탑재된 위성을 알아낼 수 있다. 
 연구팀은 위성 기반 센서 시스템이 의심스러운 위성으로부터 약 4km 이내 떨어진 거리에서 일주일 정도 공전하면 99%의 정확도로 핵무기 존재 여부를 판별할 수 있다는 계산값을 내놓았다. 
 여러 개의 센서 시스템을 동시에 사용하거나 의심스러운 위성 1km 이내로 접근할 수 있다면 탐지 시간은 수 시간 내로 단축될 것으로 보았다. 
 다나굴리안 교수는 "이번 연구가 실제 시스템 혹은 최소한의 개념증명 시스템으로 발전할 수 있길 바란다"며 "센서 시스템이 실제로 개발된다면 핵 비확산 체제를 더욱 강화할 수 있을 것"이라고 말했다. 
 &lt;참고 자료&gt; doi.org/10.1038/s41586-026-10783-2
 [문세영 기자 moon09@donga.com]
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