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말레이시아 실종 항공기 어떻게 레이더에서 사라졌나? 실종항공기의 가상시나리오

글 | 김동연 자동차 칼럼니스트
모든 국가마다 민간항공기와 군사항공기에 대한 항공통제를 하기 위해 중앙방공통제소와 같은 시설이 있다. 북미의 경우, 미국과 캐나다가 함께 운영하는 NORAD(북미항공우주방위사령부)에서 북미 전역의 영공을 통제하고 있다.
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NORAD 북미항공우주방위사령부 통제소
참고로 통제라 함은 일반인들이 많이 알고 있는 관제보다 큰 범위의 업무로서 관제와는 다르다. 관제는 오직 관제탑에서 공항 內, 항공기들의 이동을 유도하는 것이다. 그리고 공항 근방의 어프로치 (App’: Approach)를 통해서 공항 밖에서 들어오는 착륙과 밖으로 나가는 이륙을 유도한다. 이 단계를 거친 뒤 공중에 떠 있는 모든 시간은 통제소의 통제아래 항공기의 경로, 고도, 방향 등이 제어된다. 즉 항공기의 체공시간 중 가장많은 교신과 정보교류가 통제소에서 이루어지는 것이다.
이 때문에 통제소는 해당국가 전역(全域)에 설치된 모든 레이더 자료를 받아 운영된다.
쉽게 말하자면, 국가마다 영공에 있는 모든 공중물체에 대한 감시(Surveillance),  식별(Identification), 요격(Interception)등의 절차를 통해 영공을 수호하며, 본 과정을 통틀어 방공(Air Defense)이라고 한다. 이는 어느나라나 마찬가지로 자국내에 모든 레이더(Radar)를 통해 실시간 자료를 받고 있으며, 24시간 365일 중단없이 운영된다.
레이더(Radar)는 완벽하지 않다.
먼저 레이더의 원리를 간단하게 짚고 넘어가야 한다.
레이더는 보통 지상에 설치된 레이더(FPS)를 통해서 발사된 전파가 공중의 물체에 맞고 돌아오는 반사파를 받아서 정보를 수집하는데 있다.
이러한 레이더가 레이더로서의 역할을 제대로 수행하기 위해서는 2가지가 중요하다.
하나는 레이더 자체의 능력이며, 나머지는 통제장비 및 인력(Air Control)의 능력이다.
첫째, 레이더의 능력이라 함은 레이더가 가지는 탐색범위이다. 레이더는 기종에 따라서 그 성능은 천차만별이다. 레이더의 기종이 좋을수록 하나의 레이더가 감시할 수 있는 영공의 범위는 달라진다. 특히나 고도와 반경이 달라진다. 따라서 이렇게 하나의 레이더 외에 다수의 레이더를 설치하여 각 레이더가 영공을 분할하여 감시한다.
둘째, 통제장비 및 인력의 능력이라 함은 레이더에서 보내온 자료를 받아보는 통제소의 능력을 말한다. 여기에는 해당 자료를 모니터에 구현하는 장비와 그 일련의 과정에 어떤 전문가들이 임하느냐에 따라서 달라진다.
예를 들어 레이더는 공중에 있는 모든 물체에서 반사된 전파를 자료화 시킨다. 여기에는 항공기가 아닌 풍선, 새(bird), 연(鳶), 구름, 비, 등 공중에  떠 있는 갖가지 물체들이 해당된다. 따라서 이에 맞는 필터링(filtering)과 해당 항공기의 식별 등을 하는 전문가들을 필요로 한다.
아무리 레이더의 성능이 좋아 공중의 물체를 통제소로 전송했더라도 이 자료가 구현되는 모니터와 장비들이 구형이거나, 혹은 전문인력이 없을 경우에는 잘못된 결과를 도출 할 수도 있다. 또는 사용중인 레이더의 메이커와 통제장비 메이커의 호환성에 문제가 발생하면 레이더가 아무리 좋더라도 해당 기능을 십분 발휘하지 못할 수도 있다.
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AN/TPS-59 이동식 레이더, 세로 직사각형의 레이더판 위에 작은 가로 직사각형 판은 IFF/SIF 수신기이다.
말레이시아는 본래 고질적으로 레이더운용에 약점을 안고 있다.
말레이시아는 2008년 이후 레이더 시스템을 업그레이드 해 왔다.
말레이시아는 탈레스레이시온(Thales Raytheon) 사의 신형 레이더 시스템을 구축한 바 있다. 대부분의 사람들은  신형레이더의 도입이라는 점만으로는 상당한 발전이 있을 것이라고 생각한다. 그러나 레이더 사업은 단순히 레이더만의 업그레이드로 그 성능을 발전시키기 어렵다. 반드시 여기에는 해당 레이더가 보내는 자료를 구현할 통제시스템도 함께 업그레이드가 되어야 한다. 그리고 이렇게 바뀐 시스템에 통제사들은 적응해야만 한다.
즉 이것이 본연의 성능대로 운영되는 데에는 몇 년 이상이 소요된다. 만약 경제적인 지원미비로 통제시스템을 빼고, 레이더만 개선했다고 한다면 결코 더 나은 성능을 발휘한다고도 장담할 수 없다. 오히려 호환성 문제, 인력의 적응문제 등으로 인해 구형보다 떨어지는 성능을 초래할 수도 있다.
말레이시아가 이렇게 레이더를 개선하려고 했던 데에는 그만한 이유가 있다. 말레이시아는  하나로 밀집된 지형의 국가가 아니라 분산된 형태로 되어 있다. 또한 열대기후와 많은 강수량, 차지하는 바다의 면적과 비교했을 때 섬이 없어서 레이더 운용이 상당히 어렵다.
그 외에도 해안을 제외한 지형이 서서히 높아지는 산악지형이라는 점도 역시 레이더 운용에 좋지 않다. 산악지형은 곧 레이더의 차폐(遮蔽)지역을 의미한다. 이는 레이더 반경의 탐색범위가 고르게 분포되지 못하고 특정지역은 사각지대처럼 레이더에 잡히지 않는다.
스텔스 기능 없이도 레이더에서 사라질 수 있어…
열대기후(Tropical)와 강수량
기상조건이 좋지 못하다는 것은 레이더에 들어오는 오정보(Noise)의 양이 많다는 것이다. 이는 레이더 자료의 필터링(filtering)을 어렵게 한다. 열대기후는 높은 습도를 가진다. 이렇게 공기 중에 수분이 많으면 아무래도 레이더의 전파에 장애물이 많아지는 셈이다. 그리고 잦은 비 역시, 같은 이유에서 레이더 전파에 좋지 못하다.
바다의 면적이 넓은 말레이시아는 레이더의 운용을 위해서는 반드시 섬을 필요로 한다. 섬이 있어야, 고정식 레이더를 설치하여 영공에 빈틈없는 감시가 가능해진다. 헌데 말레이시아는 바다 면적에 비해 섬이 없어 레이더를 해상에 설치할 곳이 없다. 즉 레이더의 탐색범위가 해상에서는 약해질 수 밖에 없다. 아무리 해안가의 레이더 성능이 좋더라도 이번 항공기가 실종된 지점처럼 해안가에서100Km를 넘으면 레이더 성능이 떨어진다.  당시 거리와 민항기 운항고도에서 레이더가 제 기능을 발휘했을까라는 의문이 든다.
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말레이시아 당국이 보여준 탐색지역 사진
가상 시나리오1, 항공기 강착(강체착륙)

여러매체에서 전하는 내용을 볼 때, 현재까지 해상에서 발견된 항공기 잔해는 없다. 물론 해상에 떨어진 잔해가 유속에 의해(流速) 전혀 다른 곳으로 이동할 수도 있겠지만, 탐색작업의 범위와 현재까지의 상황을 볼 때, 해상 추락이 아니라는 것이 다수의 의견이다.
언론에서 언급되지 않은 가상 시나리오를 4가지 정도 그려볼 수 있다.
그 중에서 항공기 강착(강체착륙)이 있다. 말레이시아는 내부적으로 여러가지 문제를 떠 안고 있다. 중국과도 연관된 버마(Burma)로 부터 유입된 난민과 필리핀, 인도네시아 등지에서 들어온 불법이민자로 인한 인종문제 등이 있다.  그 밖에도 내부적으로도 문제가 많은 인신매매, 남중국해 분쟁 등 여러가지 사안들이 얽혀있다.
어떠한 이유에서라도 항공기 탑승자 중 누군가(소수의 인원 혹은 다수의 인원)가 강착을 시도했을 수도 있다.
강착을 하기 위해 항공기의 식별신호  IFF/SIF (항공기 식별장치)와 통신(Radio Communication)을 끄고 비행했을 수 있다. 이 상황에서 비슷한 경로 상에 있는 다른 항공기의 위나 아래에 붙어서 같이 이동했다면, 레이더와 라디오 통신(R&R)에서 사라진 채로 비행 할 수 있다. 이럴 경우 레이더 상에는 문제의 항공기는 사라지고, 문제의 항공기가 붙어 비행하는 다른 항공기만 1대로 식별이 된다.
항공기 2대가 근접 비행 혹은 편대 비행을 할 경우, 레이더에서는 1대의 항공기로 식별될 수 있다.  이렇게 다른 항공기에 붙어 다른 국가에 들어가서는 산을 따라 저고도 비행을 한다면, 역시나 레이더에는 잡히지 않는다.
이런 비행을 도와준 다른 항공기가 있을 수도 있고, 협조 없이 자체적으로 붙어 비행했을 수도 있다.
항공기 조종사는 다른 항공기가 자신의 항공기의 위나 아래에 붙을 경우 육안으로 확인하지 않고서는 모르는 경우가 많다. 전투기 조종사들은 근접전(Dog fight)을 대비해 육안에 의존한 비행훈련(VFR, Visual Flight Rules)을 많이하나, 민항기는 주로 계기비행(IFR, Instrumental Flight Rules)을 사용하기 때문이다. 민항기의 조종실(Cockpit) 역시 전투기와 달리, 항공기의 위나 아래를 육안으로 볼 수 없는 구조이다.
가상 시나리오 2, 조종사의 장난이 사고로

지금까지 언론을 통해 나온 이야기를 볼 때, 해당 항공기 조종사는 상식수준의 행동을 하는 사람으로 보이지는 않는다. 그렇다면 자기 스스로 레이더에서 사라져보는 장난을 시도했을 수도 있다. 그래서 IFF/SIF 장치를 끄고 다른 항공기에 붙어 비행했을 수도 있다. 그러나 그 장난의 결말이 사고로 이어졌거나, 다른 결과를 초래했을 수도 있다.
가상 시나리오 3, 항공통제사의 실수
레이더 자료를 보고 항공기와 교신을 하는 항공통제사가 해당항공기의 식별을 다른 항공기와 착각했을 가능성이 있다. 비슷한 고도와 루트의 항공기를 식별하는 경우 통제사들은 착각하기도 한다.
혹은 한명의 통제사에게 전혀 다른 위치에 있는 여러항공기의 통제를 동시에 하는 경우가 종종 발생한다. 이럴경우 A항공기와 C 항공기를 헷갈려 A를  C라고 생각하고, C를 A로 생각할 수도 있다. 이 과정에서 서로 다른 항공기의 정보를 지속 제공했을 수도 있다.
항공기의 운항시간이 현지시각으로 밤 12시경이었다. 해당시간대는 보통 통제사 근무교대 시간대이다. 그렇다면, 전임자가 인수인계과정을 생략했거나, 잘못된 정보를 전달하고 떠났을 수도 있다. 혹은 교대인원이 늦어, 한명의 통제사가 지속근무를 하여 과로한 상태였을지도 모른다. 참고로 밤 시간대는 낮에 비해 투입되는 통제사의 수도 적다.

이 외에도 해당시간대부터 근무를 하는 통제사는 졸음과 싸워야 한다. 가장 졸음이 몰리는 근무시간대이다. 이 상황에서 오 정보를 주는 경우가 발생했을 수도 있다.

위와 같은 통제사의 실수에서 말레이시아는 자신들의 항공통제 잘못에 대한 국제적인 망신을 피하려는지도 모른다. 이 때문에 해당 항공기의 정확한 위치나 다른 경로로 이동한 사실을 숨기는지도 모르는 일이다. 혹은 전혀 다른 루트에서 통제사의 실수로 항공기가 추락한 사실을 숨길수도 있다. 이미 여러차례 말레이시아 당국은 사건전말의 내용을 번복한 바 있다.
가상 시나리오 4, 통제권한 이양 중 문제발생
실종지점은 말레이시아 영공(ADIZ: Air Defense Identification Zone)과 베트남 영공이 교차되는 지점 부근이다. 따라서 해당 국가의 영공을 지나 다른나라의 영공에 넘어갈 경우, 해당 국가의 통제소로 항공기의 통제권이 이양된다.
이 순간이 해당항공기에게는 가장 중요한 순간이다. 마치 장님을 부축해 함께 걸어오던 보호자가 바뀌는 순간과도 같다.
이양시 기존에 사용하던 동일한 교신주파수(TAD)를 이어받을 수도 있지만, 다른 나라로 통제기관이 바뀌면서 다른 주파수를 제공받는 것이 대부분이다. 따라서 이 과정에서 항공기는 해당영공의 통제소에서 지시하는 라디오통신 주파수로 전환을 해야한다.
즉 이 경우라면, 말레이시아 통제소에서 베트남 통제소로 해당항공기의 권한을 이양하는 과정에서 문제가 발생 했을 가능성이 크다. 이양직전에 이미 베트남 통제소로 잘 넘어갔을 것이라는 생각을 말레이시아 측에서 했을 수도 있다. 이렇게 되면, 해당항공기는 말레이시아 통제소 입장에서는 관심 밖의 항공기로 식별이 해제 되었을 수도 있다. 그러면 기존의 주파수는 말레이시아 통제소에서 다른 항공기에 할당하게 되고  기존 항공기와의 연락이 단절된다.  이런상황에서 조종사가 베트남 통제소와의 교신에도 실패한다면, 얼마동안은 공중에서 미아상태로 있게 된다. 재교신을 위한 주파수 찾기를 실행하는 동안 잘못된 경로 및 고도를 타게 될 수 있다.
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F-16 LANTIRN (Low Altitude Navigation and Targeting Infrared for Night, 야간저고도전투항법장비) 그림, 내용과 무관
IFF/SIF 스위치만 끄면 항공기 정보는 사라진다.
IFF/ SIF(Identification Friend or Foe/Selective Identification Feature)라는 장비가 모든 항공기에 장착되어 있다. 이는 마치 자동차의 번호판과 같다. 레이더는 단순히 해당 항공기의 반사된 위치만을 포착하는 것이 아니라 각 항공기에서 보내오는 IFF/SIF 신호를 받아서 구분한다. 이 장비의 장착은 전세계 항공법에 제정된 사안으로 모든 항공기에 장착되어 있다. 그런데 만약에 이 장비를 끈다면, 해당항공기는 레이더 모니터에서 번호판이 없는 항공기가 된다. 물론 레이더 모니터 상에 블립(Blip, 위치표시)이 남으나, 재 식별을 요한다. 다른 항공기의 위나 아래에 붙은 상태에서 IFF/SIF를 껏다면 모니터 상의 블립조차 2대에서 1대의 항공기로 항공통제사들을 기만할 수 있다.
R&R (레이더와 라디오통신)

항공통제에서 모든 항공기와의 정보는 R&R(Radar and Radio)에 의존한다. 즉 레이더를 통해 들어온 자료와 해당 항공기 조종사와의 교신을 통한 정보교류이다. 둘 중에 하나라도 유지가 되어야 하나, 보통 레이더는 기상, 고도, 등 여러가지 이유로 인해 단절될 수 있다. 이럴경우 조종사가 라디오통신을 통해 불러주는 구두(口頭)자료를 통해 통제소에서는 가상의 비행궤적(Flight Path)을 그린다. 당시 레이더에서 항공기가 사라졌다면, 조종사와의 라디오 통신은 유지되었어야만 한다. 그런데 이마저도 고의적으로 차단했다면, 통제소에서는 해당항공기에 대한 정보를 알 방법이 없다. 비행궤적조차 추론이 불가능 하다.
본 사건의 결론이 어떻게 나올지는 알 수없으나 실종항공기 탑승자들의 무사귀환을  희망한다. 이와 같은 실종사건이 다시는 반복되지 않기를 희망한다. 아직까지 하늘이라는 3차원 공간은 완벽한 통제를 하기가 어려운가 보다.
본 내용은 필자의 주관적인 분석에 의한 견해임으로 실제 결과와는 다를 수 있습니다.
등록일 : 2014-03-14 10:57   |  수정일 : 2014-03-14 11:25

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