美 공군, 원자시계 탑재한 드론 떼로 전쟁 판도 바꾼다

미국 공군이 전자전 환경에서도 소형 드론 떼가 원활하게 작전할 수 있도록 '원자 시계' 기술을 활용한 새로운 항법 시스템을 도입하는 방안을 검토하고 있다고 과학 기술 전문매체 인터레스팅 엔지니어링이 8일(현지시각) 보도했다.

미 공군의 이 같은 검토는 GPS(전역위치결정시스템) 신호 교란 및 스푸핑에 대한 취약성을 극복하고 무인 항공기의 집단 작전 능력을 강화하기 위한 조치다.


보도에 따르면 공군 연구소(AFRL)는 최근 공개한 정보 요청서(RFI)를 통해 차세대 원자 시계(NGAC)를 통합한 'JMPR(Joint Multi-INT Precision Reference)' 시스템 구축 계획을 밝혔다. 이 시스템의 핵심은 단일 자릿수 피코초(picosecond)의 안정성과 나노초(nanosecond) 미만의 정확도를 가진 시간 정보를 드론에 제공하는 것이다.

드론 떼는 이처럼 극도로 정밀한 시간을 기준으로 각 기체의 움직임을 동기화하고 데이터를 공유할 수 있다.
미 공군 연구소는 정보 요청서에서 "군집 내 무인 항공기(UAS) 간의 매우 높은 타이밍 일관성 달성 능력이 중요하다"며, 이를 통해 경쟁적인 환경에서도 드론들이 서로 조정하고 집단적 기동을 수행할 수 있다고 설명했다.


우크라이나 전쟁에서 러시아군이 GPS 재밍 및 스푸핑을 광범위하게 사용하면서 위성 기반 항법 시스템의 취약성이 드러났다. 이에 미 국방부는 GPS에 대한 의존도를 낮추고, 적의 전자전 공격에도 흔들리지 않는 대안을 적극적으로 모색하고 있다.

공군은 개별 드론이 탑재된 센서와 주변 드론과의 상대적 위치 정보를 활용해 자체적인 항법 체계를 구축하는 '분산형 개방형 PNT(위치, 항법, 타이밍) 아키텍처'를 구상하고 있다.

JMPR 시스템은 이 아키텍처의 핵심 요소로, 드론들이 아무런 기준점 없이도 자체적으로 위치와 이동에 대한 공통된 인식을 형성해 나갈 수 있도록 돕는다. 이는 드론 떼가 하나의 개체가 아닌, 하나의 일관된 시스템으로 작동하게 만드는 데 결정적인 역할을 한다.


이 기술이 성공적으로 도입되려면 여러 가지 기술적 난제를 극복해야 한다. AFRL은 나노초 미만의 타이밍 정확도를 충족하는 동시에, 소형 드론의 크기, 무게, 전력(SWaP) 제약 조건에 맞는 소형화 및 효율성을 요구했다. 또한, 소수의 드론부터 수백 대 규모의 대규모 군집까지 확장 가능한 솔루션이 필요하다.

미 공군의 이번 원자 시계 기술 투자는 GPS 의존도를 줄이고 무인 시스템의 작전 방식을 근본적으로 변화시키겠다는 의지를 보여준다. 이 노력이 성공할 경우, 미군은 위성 통신이 불가능한 상황에서도 복잡한 임무를 수행하는 드론 떼를 운용할 수 있는 독보적인 능력을 갖추게 될 전망이다.


이태준 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com