국방과학연구소 창립 52주년 기획 - 세계적인 수준의 무기체계 구축과 미래전장에 대비한 대한민국 국방과학기술력의 중심을 이끌어나가는 국방과학연구소

국방과학연구소 [사진=국방과학연구소]

국방기술진흥연구소(이하 국기연)가 연초 발간한 2021 국가별 국방과학기술 수준조사서에 따르면 2020년 기준 대한민국의 국방과학기술력은 세계 단독 9위 수준이며, 우리나라의 국방 R&D 투자규모는 미국과 중국, 영국에 이은 4위인 것으로 나타났다. 특히 자주포 성능 개량을 위한 지속적인 연구·개발로 무인화·자동화 기술을 확보해온 화포 부문에서는 미국, 독일, 러시아에 이어 세계 4위에 등극했다. 인공지능과 빅데이터 등 첨단 정보통신기술을 등에 업은 국방과학기술의 비약적인 발전과 함께 무기체계의 무인화·지능화는 미래전 대비를 위한 핵심요소로 인식되고 있다. 올해 창립 52주년을 맞이하는 국방과학연구소는 국방력 강화와 자주국방의 기틀을 마련해온 국내 유일의 국방연구개발기관이다. 세계적 수준의 기술력을 쌓아가며 대한민국 자주국방의 길을 만들어가고 있다. 미사일 및 방어 기술, 지상·수중·해양무기 기술, 항공·무인기 기술, 감시정찰/지휘통제·정보전 기술, 국방우주기술 등 육·해·공과 우주를 아우르는 대한민국 국방과학기술의 산실인 국방과학연구소의 연구 성과를 통해 대한민국 방위산업의 내일을 조망해본다.

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천궁-II [사진=국방과학연구소]

해성 [사진=국방과학연구소]

K9자주포 [사진=국방과학연구소]

국방력 강화와 방위산업 발전에 기여한 국방과학연구소의 52년

1970년 8월 6일 창립 이후 국방과학연구소는 기본 무기 국산화를 시작으로, 1980~90년대를 거치며 지상무기체계분야에서는 K9 자주포, 유도무기체계 분야에서는 지대지유도탄 현무 등을 개발하고 실전배치함으로써 자주국방의 기틀을 마련했다. 이후 2000년대에는 해성, 천궁Ⅱ 등을 독자개발했고, 최근 고체추진 우주발사체, 잠수함발사탄도미사일인 SLBM 등의 최첨단 무기체계를 개발하고 있다.

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지난해 9월 국방부는 미사일 전력의 발사시험 성공을 발표한 바 있다. 이는 국방과학연구소의 자주국방을 위한 오랜 노력의 결과다. 잠수함발사탄도미사일(SLBM) 잠수함 최초 발사시험 성공으로 우리나라는 세계에서 7번째로 SLBM 잠수함 발사에 성공한 국가가 됐다.

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이와 더불어 국방과학연구소는 차세대 전투기 KF-21에 탑재될 장거리공대지미사일의 항공기 분리 시험을 성공적으로 실시한 것은 물론 고위력 탄도미사일과 초음속 순항미사일 개발에 성공했다.

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지난해 5월 종료된 ‘한·미 미사일 지침’은 미사일 주권 확보 및 국방 우주전력 강화에 대한 기대를 모았다. 국방과학연구소는 올해 3월 우주강국 도약을 위한 고체추진 우주발사체의 성능 검증을 위한 첫 번째 시험발사에 성공했다. 순수 우리 기술로 개발된 고체추진 우주발사체는 액체추진 발사체에 비해 구조가 간단하고, 개발 및 제작비가 상대적으로 저가이며 신속한 발사가 가능하다. 이번 시험발사 성공은 군의 독자적인 우주기반 감시정찰 분야의 국방력 강화에 있어 중요한 이정표를 마련한 것으로 평가된다.

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한편 대한민국 방산산업을 대표하는 무기이자 ‘효자 상품’으로 자리매김한 K9 자주포는 21세기 전장 환경에 적합한 사거리와 반응성, 기동성 및 생존성 등 세계 최고 수준의 기술력을 자랑한다. 1999년 국군에 첫 실전 배치되었던 K9은 탁월한 운용 성능과 끊임없는 품질관리 및 성능개선을 통해 군 전투력 증강에 기여해 왔으며, 2020년 11월 성공적으로 전력화 사업을 마쳤다. 국방과학연구소는 한화디펜스와 함께 포탄과 장약 장전을 100% 자동으로 수행할 수 있는 ‘K9A2’ 모델 체계를 개발 중인 것으로 알려졌다. 국내 독자 기술로 개발된 K9 자주포는 뛰어난 성능과 경제성을 자랑하며 터키, 인도, 핀란드, 노르웨이, 에스토니아에 수출되는 등 전 세계 자주포 시장의 60% 이상을 점유하고 있다.

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또한, 국방과학연구소는 국방연구개발의 지속적인 투자를 통해 무기체계 개발에 필요한 핵심기술과 필수 전략부품 등 미래 군사력 건설의 원천인 첨단국방기술 확보에 앞장서고 있다. 국방과학연구소의 지난 50년간의 국방연구개발 자료에 따르면 41.2조원의 R&D 투자비를 통해 예산절감효과, 전력증대효과, 사회적 R&D 비용 절감효과, 기술파급효과 등으로 442.7조원의 경제효과를 보이며 약 10.75배의 투자 효과를 달성하는 등 세계 방산시장의 주도권을 확보하며 기술과 산업 모든 분야에서 가시적인 성과를 거두고 있다. 특히 올해는 군소요 기반(Demand driven)의 무기체계 획득에서 기술 주도(Technology push)의 첨단 과학기술 군으로 도약하는 원년으로 삼고 있어 앞으로 투자 규모가 점차 확대될 전망이다.

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무인잠수정 [사진=국방과학연구소]

자율터널탐사로봇 [사진=국방과학연구소]

첨단·혁신 기술 공급자로 역할 전환, 미래전장 우위 선점 위한 노력 지속

국방과학연구소는 첨단 국방과학기술을 선도하기 위해 무기개발자에서 첨단·혁신 기술 공급자로 역할을 전환하고 있다. 열전지, 양자물리, 인공지능·무인자율화 등 다양한 분야의 핵심기술 연구 성과를 통해 그 노력을 살펴본다.

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국방과학연구소가 세계 최초로 개발한 3차원 구조 고성능 음극 기술(LIMFA:Lithum Impregnated Metal Foam Anodes, 리튬합침형 메탈폼 음극)은 지난 3월 세계적 과학논문지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’에 온라인 게재되었다. 유도무기에 사용되는 열전지 용량을 기존 해외기술 대비 약 2배 이상 끌어올릴 수 있는 고성능 음극 기술을 탄생시킨 해당 연구는 기존 열전지 음극 제조공정의 단점으로 꼽히던 긴 제조시간과 고비용, 용량의 한계를 한 번에 해결할 수 있는 방법을 제시하며 학계의 주목을 받았다. 또한, 개발된 기술은 민수분야 전지의 핵심 부품인 고에너지 밀도 전극에도 활용이 가능해 휴대용 전자기기, 전기자동차용 리튬배터리에도 폭넓게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

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양자역학적 원리를 이용해 광파와 마이크로파 간 주파수를 양방향으로 변환하는 ‘자성체 기반의 양자 주파수 변환 기술’을 순수 국내 기술력으로 개발한 것 또한 국방과학연구소의 대표적 성과다. 이는 미래 양자레이더의 마이크로파 활용 기반을 마련하며 장거리 탐지 능력을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. 지난 4월 국방과학연구소는 광파와 마이크로파 간 주파수의 양방향 변환이 가능한 핵심기술을 확보하며 양자레이더 원천기술 개발의 첫걸음을 뗐다고 밝혔다. 아직까지는 기술 성숙도와 주파수 변환 효율이 낮지만, 양자레이더 개발에 필요한 요소 기술을 실험적으로 구현했다는 점에서 의미가 크다. 국방과학연구소는 향후 양자 주파수 변환 기술을 지속적으로 향상시켜 스텔스 탐지를 위한 양자레이더 기술 개발에 필요한 원천기술을 확보해갈 계획이다.

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윤석열 정부가 국방혁신 4.0을 추진하는 가운데 ‘AI 과학기술 강군 도약’이 강조되고 있다. 인간의 인식, 판단, 결심 능력을 보완해주는 정보기술인 인공지능 기술은 무인화, 자율화, 지능화로 대표되는 미래 국방체계 구현의 중요한 기술로 손꼽힌다.

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최근 6월 30일 국방과학연구소는 2017년부터 핵심기술 개발 사업의 일환으로 개발한 대잠 정찰용 무인 잠수정(UUV) 운용 시연을 성공적으로 마쳤다. 대잠정찰용 무인잠수정은 대잠표적 탐지를 위한 능·수동 소나의 음향센서/신호처리 기술, 장시간 체류를 위한 수소 연료전지 기술이 적용돼 수상·수중 협업기반 자율 임무 제어 및 자율 항해가 가능한 해양무인체계다.

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지형정보가 없는 미지의 지역을 탐사하기 위한 기술 또한 이목을 끈다. 국방과학연구소는 방위사업청의 핵심기술사업(2019-2022)을 통해 자율터널탐사(ATE:Autonomous Tunnel Exploration) 기술을 확보했다. 자율터널탐사 기술은 로봇을 이용해 GPS 신호의 수신이 불가능한 동굴, 지하시설 등 지형정보가 없는 지역을 탐사하고 위험을 탐지하며, 탐사 지역의 3차원 지도를 생성한다. 해당 연구는 국방과학연구소와 미국의 지상군 차량체계 연구소(GVSC)의 국제공동연구로 이루어졌다.

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국방 AI 기술의 안전성을 확보하기 위해서는 높은 수준의 보안과 신뢰성을 갖춘 환경이 요구되기에 자체적인 보안 AI 플랫폼 구축에도 무게가 실린다. 국방과학연구소는 국방인공지능 기술 개발의 필수요소인 학습데이터 축적 및 연산능력 확보를 위한 국방지능데이터 센터 구축을 추진하고 있다.

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자주국방의 실현, 지상, 해양, 항공·우주, 사이버 등 미래 국방 경쟁력 확보해가

국방과학연구소는 지상, 해양, 항공·우주, 사이버 등 4개 분야별 미래 국방 경쟁력 확보를 위한 무기체계와 관련 핵심기술 연구에 역량을 집중하고 있다. 지상 분야에서는 장거리 신속 정밀타격 능력, 도시·대테러 작전 수행 능력, 비대칭 위협 방호 능력 등 다양한 지상위협에 대응하기 위한 R&D를 이어간다. 해양 분야는 해양 내 다양한 위협에 대한 실시간 감시 능력과 은밀 신속 정밀타격 능력 확보를 통한 도발 억제를 목표로 한다. 항공·우주 분야는 장거리 신속 정밀타격 능력을 기반으로 기술연구를 통해 다양한 지상위협에 함께 대응한다. 미래전의 승패를 가를 초연결 네트워킹 능력과 함께 실시간 지능형 지휘통제 능력, 전자전·사이버 방호 능력 등 사이버 분야에도 무게를 싣는다.

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국내 유일의 국방연구개발기관인 국방과학연구소는 1970년 창설 이후 국방의 초석으로서 자주국방의 기틀을 다져왔다. 세계적 경쟁력을 자랑하는 연구소로 성장한 국방과학연구소는 무기개발자에서 첨단·혁신 기술 공급자로 역할을 전환하고, 미래전장을 선도하는 첨단국방과학기술 발전을 이끌어가고 있다. 국방과학연구소가 대한민국 자주국방의 미래를 밝히고 있다.

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박소연 기자 psy@monthlypeople.com

http://www.monthlypeople.com/news/articleView.html?idxno=275248

국방과학연구소 창립 52주년 기획 - 세계적인 수준의 무기체계 구축과 미래전장에 대비한 대한민