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지난달 28일 뉴욕타임스(NYT)가 X(옛 트위터)에 공개한 사진 한 장이 전세계 시선을 집중시켰다. 이란 최고지도자 아야톨라 알리 하메네이의 관저를 찍은 사진으로, 피격으로 초토화된 관저에서 새까만 연기가 피어오르는 징면이었다. 미국과 이스라엘의 이란 공습 직후 하메네이의 사망 발표가 이뤄지기 전 잿더미가 된 관저 사진이 먼저 공개된 것이다. 이 사진은 미국의 항공우주업체 에어버스가 인공위성으로 촬영했다.



지난달 28일(현지 시간) 에어버스의 인 릴박스 공위성이 촬영한 미국과 이스라엘의 이란 공습 후 초토화된 아야톨라 알리 하메네이 관저의 모습. 로이터 연합뉴스


인공위성으로 지상을 촬영한 사진과 영상을 분석해 군사 작전에 활용하는 일은 더 이상 첩보 영화에서나 볼 수 있는 상상 속 장면이 아니다. 위성 이미지는 일찌감치 국방 분야에서 먼저 쓰이기 야마토통기계 시작했다. 특정 시설이나 지역을 정찰해 임무 수행 전 정보를 수집하는 데 애용됐다. 적의 방해를 받지 않고 목표물의 정보를 꾸준히 수집할 수 있다는 점에서 가치를 인정받았다.
군사 작전에서 위성 이미지의 가치를 알린 대표적 사건이 2011년 오사마 빈라덴 사살 작전 ‘넵튠 스피어’다. 미국은 빈라덴 사살 전 한 달 동안 위성으로 빈라덴의 릴게임황금성 은신처를 촬영하며 고해상도 사진 387장을 수집했다. 위성 이미지를 활용한 사전 준비는 작전 실행을 승인하는 데 결정적인 요인으로 작용했다.
미국 외 다른 국가들도 위성 이미지를 주요 정찰 수단으로 사용하는 중이다. 러시아·우크라이나 전쟁 발발 이후 우크라이나는 크라우드펀딩으로 감시 위성을 마련했다. 이 위성은 러시아 군사 시설 정찰용으 야마토연타 로 쓰였고 위성이 찍은 사진은 우크라이나 군의 공습을 준비하는 데 사용됐다. 한국 국가정보원은 2024년 10월 인공위성 촬영 사진을 분석해 북한의 특수부대가 러시아·우크라이나 전쟁에 파병됐다는 사실을 공개하기도 했다.
정부 기관 전유물이었던 위성 이미지는 점차 민간에서 상업 및 학술 연구 목적으로도 쓰이는 중이다. 이제는 중소형 벤처 기 바다신2게임 업도 직접 위성을 우주로 보내 사진을 촬영하고 분석하고 있다. 국내 벤처 기업들의 위성 이미지 분석 기술은 수백 ㎞ 높이에서 지표면을 촬영해 차급과 차량 색깔을 검출할 정도 수준에 이르렀다. 위성을 활용한 지상 촬영 기술의 가장 큰 이점은 사람의 접근이 어려운 지역의 데이터를 여러 차례 수집할 수 있다는 것이다. 이 덕분에 광범위한 지역의 변화를 시간대별로 추적해야 하는 분야에서 먼저 위성 촬영 이미지를 활용하기 시작했다. 환경이나 재난 대응 분야가 대표적 사례다.



위성 이미지 분석 플랫폼 개발사 텔레픽스의 조성익 대표는 “위성에 촬영 이미지 처리는 어려운 작업이기에 아직 국방 분야에서 주로 활용하고 있다”면서도 “기술 발전에 따라 활용 문턱이 점차 낮아지고 있어 위성 이미지를 필요로 하는 산업 분야는 늘어날 것”이라고 전망했다.



2025년 11월 한컴인스페이스의 소형 인공위성 세종 4호가 누리호에 탑재되고 있다. 사진 제공=항공우주연구원





전천후 촬영·보정 기술이 이미지 품질 결정

위성 이미지의 품질을 가르는 기술 요인으로는 초고해상도 광학 탑재체 개발, 위성 자세 제어, 촬영본 검·보정 등이 꼽힌다. 초고해상도 광학 탑재체는 고품질의 사진과 영상 촬영이 가능한 촬영 장비를 뜻한다. 카메라 장비가 좋아야 사진이 좋다는 격언이 위성 이미지에도 통하는 것이다. 관련 업계에선 광학계 설계, 핵심 부품 정밀 가공, 카메라 조립 등 촬영 기기 제조 전 과정에 필요한 기술을 확보해야 양질의 이미지를 얻을 수 있다고 입을 모은다.

게다가 우주 환경에서 정상 작동되는 기기를 만드는 고난도 작업이 수반된다. 김성희 텔레픽스 최고기술책임자(CTO)는 “우주는 강력한 태양광, 극저온 등 지상과 환경이 판이하다”며 “이러한 극한 환경을 시뮬레이션해 설계에 녹여내는 기술력은 이미지 품질을 결정짓는다”고 말했다.
위성 자세 제어 및 기동 기술은 광학 탑재체의 화각 안에 올바른 피사체를 담기 위한 필수 기술이다. 지구 궤도에서 원하는 피사체를 촬영하려면 위성의 자세를 정밀하게 조정해 화각을 조준해야 한다. 위성은 최소 수백 ㎞에서 최대 3만 ㎞ 이상 높이에서 지구를 촬영하는 만큼 위성 촬영 각도가 조금만 틀려도 촬영 범위가 크게 어긋나 엉뚱한 지역을 찍게 된다.
김홍봉 한컴인스페이스 전무는 “500㎞ 고도에서 촬영할 때 카메라 지향 각도가 1도 어긋나면 지상 기준 10㎞가량의 위치 오차가 발생한다”며 “고객이 지정한 지점을 정확하게 반복 촬영하는 기술이 위성 이미지 산업의 핵심 경쟁력”이라고 설명했다.
촬영이 끝난 후 작업인 검·보정도 이미지 품질을 좌우하는 주요 기술이다. 위성 촬영은 지상 촬영과 환경 조건이 다르다. 대기 효과, 지구의 곡률, 지형 등으로 각종 전자기파가 산란하거나 반사되며 이미지 왜곡 현상이 발생한다. 또한 위성 촬영 각도로 인한 피사체 촬영본에 기울기가 생기기도 한다. 이러한 왜곡을 모두 검정하고 보정하는 작업은 위성 이미지를 통한 정확한 데이터 추출에 필요한 작업이다.



텔레픽스가 인공위성으로 2024년(왼쪽)과 2025년 3월에 비교 촬영한 경북 의성군 안계면의 수분 지수. 산불 후 수분이 줄어든 모습이 확인된다. 사진 제공=텔레픽스





AI로 위성 이미지 사용 문턱 낮아져

최근엔 인공지능(AI)을 위성 이미지 분석에 접목하는 시도도 늘고 있다. AI 활용은 위성 이미지 활용의 진입장벽을 낮추고 있다. 기존엔 위성이 보낸 이미지를 사람이 하나하나 분석해 의미 있는 정보를 찾아야 했다. 그러나 이제는 AI가 이용자의 요청 사항에 따라 이미지 내 객체를 식별하고 정보를 추출하는 수준에 접어들었다. 김 전무는 “과거엔 이미지 안에 무엇이 존재하는지 찾는 게 중요했다면 지금은 AI가 맥락을 이해하고 피사체의 변화를 자동 추출한다”고 짚었다.

국내 기업들은 최근 정보기술(IT) 업계에서 화두로 떠오른 AI 비서(에이전트)를 도입하고 있다. 위성 이미지 분석 프로그램의 복잡한 기능을 외우지 않아도 AI 에이전트에게 명령어를 입력하면 AI가 맞춤 기능을 찾고 일부 분석을 대신 수행하는 식이다. 텔레픽스는 2024년 12월 AI 챗봇 서비스 ‘샛챗’을 출시했다. 한컴인스페이스도 위성 이미지 분석 플랫폼 ‘인스테이션’에 AI 에이전트 기능을 이식했다. 에스아이에이는 초해상화(영상 해상도 개선) 및 합성개구레이더(SAR) 영상을 광학 영상으로 변환하는 AI 모델을 자체 개발했다.
전태균 에스에이아이 대표는 “사람이 모든 위성 사진을 수작업으로 검토하던 방식에서 벗어나 AI가 특이 징후를 추출하고 분석관이 최종 판단하는 방식으로 전환했다”며 “이러한 AI 혁신은 하루에 수천 장 단위로 증가하는 위성 이미지를 처리하는 데 필수”라고 강조했다.
AI 접목은 민간에서 위성 이미지 활용 스펙트럼을 넓힐 전망이다. 관련 업계에선 향후 지리적 위치 혹은 자연의 자원 의존도가 높은 산업에서 위성 이미지가 더욱 많이 쓰일 것이라고 보고 있다. 구체적으로 기후변화 대응, 농·수산업, 에너지 자원, 부동산, 물류 등이 꼽힌다.
김 전무는 “미래 위성 산업의 경쟁력은 단순히 이미지를 확보하는 데 그치지 않을 것”이라며 “더 빠르고, 더 정확하게 의미 있는 정보를 추출해 이용자의 의사결정을 지원하는 역량이 핵심 경쟁력이 될 것”이라고 내다봤다.



텔레픽스의 인공위성 블루본이 2025년 8월 촬영한 바레인 일대. 사진 제공=텔레픽스


김태호 기자 teo@sedaily.com