중국 AI, 보이지 않는 잠수함 시대를 종식시키다 – 수중 위장이 없는 잠수함의 미래는 끝나갈까?

### 시대의 종말: 해군의 가장 강력한 무기가 갑자기 취약해진 이유 ### 세계 평화에 대한 위협? AI가 핵 억지력의 균형을 어떻게 뒤흔들고 있는가 ### 소나에서 양자 사냥까지: 수중에서 벌어지는 첨단 기술 혁명 ###

잠수함이 여전히 숨을 수 있을까? 새로운 기술은 단호하게 '아니오'라고 말한다.

수십 년 동안 잠수함은 심해의 보이지 않는 사냥꾼이자, 한 국가의 2차 핵 공격 능력을 보장하는 궁극적인 무기로 여겨졌습니다. 바로 잠수함입니다. 바다를 탐지되지 않고 활공할 수 있는 능력 덕분에 잠수함은 세계 강대국의 가장 강력한 전략 무기 중 하나가 되었습니다. 하지만 이 난공불락의 스텔스 시대는 이제 끝나가고 있습니다. 인공지능(AI)이 주도하는 기술 혁명은 바다를 숨을 곳이 없는 유리 전쟁터로 변모시킬 위기에 처해 있습니다.

이러한 발전의 선두에는 수중전의 규칙을 새롭게 쓰는 AI 지원 시스템을 개발한 중국 연구진이 있습니다. 컴퓨터 시뮬레이션은 암울한 상황을 보여줍니다. 적 잠수함의 생존 확률은 5%까지 떨어질 수 있습니다. 소나 부표, 양자 센서, 그리고 해양학 데이터의 지능적인 네트워킹을 통해 AI는 적의 기동을 예측하고, 기만 행위를 적발하고, 실시간으로 사냥 전략을 조정할 수 있으며, 이는 어떤 인간 지휘관보다 더 효과적입니다.

이러한 기술적 도약은 광범위한 결과를 초래합니다. 서방 해군의 수십억 달러 규모의 스텔스 프로그램에 도전할 뿐만 아니라, 세계 안보 체계의 근간을 뒤흔듭니다. 한때 무적이라 여겨졌던 핵무장 잠수함이 갑자기 탐지되어 공격받을 수 있게 된다면, 핵 억지력의 미묘한 균형이 무너질 것입니다. 다음 절에서는 이 새로운 형태의 잠수함 사냥 기술을 조명하고, 해상전에 미치는 영향을 분석하며, 서방 국가들이 이러한 실존적 위협에 어떻게 대응하고 있는지 살펴봅니다.

인공지능은 잠수함 탐지를 어떻게 변화시키고 있는가?

인공지능의 발전은 수중전을 근본적으로 바꿀 잠재력을 가지고 있습니다. 중국 연구진은 AI 기반 대잠수함 시스템을 개발했는데, 현재 컴퓨터 시뮬레이션에 따르면 적 잠수함의 생존율을 단 5%로 줄일 수 있습니다. 즉, 20척의 잠수함 중 단 한 척만이 탐지 및 후속 공격을 피할 수 있다는 의미입니다.

이 시스템은 해양에서 지능형 지휘관 역할을 하며, 소나 부표, 수중 센서, 레이더 등 다양한 센서와 해수 온도 및 염분과 같은 해양학적 매개변수의 데이터를 활용합니다. 기존의 수색 방식과 달리, AI는 실시간으로 결정을 내리고 잠수함의 대응책에 적응할 수 있습니다.

새로운 잠수함 탐지 기술에는 어떤 기술이 사용됐나요?

현대 잠수함 탐지는 AI로 상호 연결된 여러 첨단 기술을 기반으로 합니다. 3중 구조 시스템은 다양한 센서의 실시간 데이터를 결합하는 인식 계층, 의사결정 구성 요소, 그리고 인간-기계 상호작용 계층으로 구성됩니다.

소나 부표는 이러한 탐지에 핵심적인 역할을 합니다. 폭 약 13cm, 길이 약 91cm의 이 장치는 항공기나 선박에서 수중으로 투하되어 수면에는 무선 송신기를, 수중에서는 수중 청음기를 작동시킵니다. DIFAR 소나 부표와 같은 최신 시스템은 5Hz에서 2,400Hz까지의 주파수 범위에서 음향 신호를 감지할 수 있으며, 최대 305m 수심에서 최대 8시간 동안 작동할 수 있습니다.

자기 이상 탐지는 또 다른 핵심 요소입니다. 잠수함은 주로 강자성 물질로 제작되어 주변 지구의 자기장을 왜곡합니다. 이러한 자기 신호는 항공기에서 측정할 수 있으며, 최신 AI 시스템은 약한 신호와 간섭 신호를 구분하는 데 도움을 줍니다.

왜 기존의 잠수함 위장 방법이 덜 효과적이 되었을까?

기존의 잠수함 스텔스 기술은 소음 감쇠 소재, 각진 선체 형상, 그리고 덮개형 프로펠러를 통해 음향 신호를 줄이는 데 중점을 두었습니다. 이러한 방법들은 기존 소나 시스템에는 상당히 효과적이었지만, AI 지원 다중 센서 시스템에는 한계가 있었습니다.

새로운 AI 시스템은 지그재그 기동, 미끼 사용, 또는 정지 위치 은폐와 같은 전형적인 잠수함 대응책에도 대응합니다. 잠수함이 무인 드론을 사용하여 기만하더라도 AI는 탐지 능력을 유지합니다.

특히 기후 변화로 인해 수중 음향이 변화하면서 문제가 발생합니다. 해수 온도 상승과 염도 변화는 수중 음파 전파에 영향을 미쳐 잠수함 작전에 기회와 위험을 동시에 초래합니다.

잠수함 탐지에 양자 센서는 어떤 역할을 하나요?

중국은 또한 잠수함 자기 이상을 고정밀로 감지할 수 있는 드론 탑재 양자 센서를 개발했습니다. 이 시스템은 루비듐 원자를 이용한 결맞음성 개체군 트랩 원자 자력계를 사용하는데, 이 자력계의 에너지 준위는 자기장의 영향을 받습니다.

웨이하이 인근 해상 시험에서 이 시스템은 2.517나노테슬라의 탐지 정확도를 달성했으며, 보정 후 0.849나노테슬라로 향상되었습니다. 이 기술은 지구 자기장이 지표면과 거의 평행하고 기존 센서가 취약한 남중국해와 같은 저위도 지역에서 특히 효과적입니다.

잠수함 사냥을 위한 3계층 AI 아키텍처는 어떻게 작동하나요?

중국 연구진이 개발한 이 시스템은 복잡한 3중 구조로 작동합니다. 인식 계층은 소나, 레이더, 자기 이상 탐지기, 해양 센서의 실시간 데이터를 결합하여 역동적인 수중 환경 지도를 생성합니다.

의사결정 계층은 이 데이터를 분석하여 수색 전략과 잠수함 기동에 필요한 대응 방안을 결정합니다. 세 번째 계층은 시스템과 운영자 간의 자연어 소통을 가능하게 하여 병사들의 인지 부담을 줄여줍니다.

이 시스템은 다양한 AI 에이전트를 조정하여 자동화된 의사결정을 내릴 수 있으며, 공중, 수면, 수중 플랫폼 전반에 걸쳐 완전히 통합된 다중 도메인 추적을 가능하게 합니다.

보안 및 방어를위한 허브 - 이미지 : Xpert.Digital

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이는 핵 억지력에 어떤 의미를 갖는가?

잠수함은 지상 미사일, 전략 폭격기, 해상 기반 시스템으로 구성된 핵 3대 전략의 핵심 요소입니다. 탄도 미사일 잠수함(SSBN)은 탐지가 어렵고 신뢰할 만한 2차 타격 능력을 제공하기 때문에 이 3대 전략 중 가장 생존 가능성이 높은 것으로 간주됩니다.

미국은 현재 오하이오급 전략 핵잠수함(SSBN) 14척을 운용하고 있으며, 각 잠수함은 최대 20발의 잠수함 발사 탄도미사일(SLBM)을 탑재할 수 있으며, 각 잠수함은 여러 개의 독립 유도 탄두를 장착하고 있습니다. 이 잠수함들은 스텔스와 정밀 핵탄두 투하를 위해 특별히 설계되었습니다.

잠수함이 상대적으로 탐지되지 않고 작전할 수 있는 능력을 상실한다면, 이는 잠수함의 억지력에 중대한 영향을 미칠 것입니다. 국방부는 국가 핵탄두의 최대 70%를 SSBN에 배치할 계획이며, 이는 SSBN의 전략적 중요성을 강조합니다.

서방 해군은 이러한 발전에 어떻게 대응하고 있을까?

미 해군은 이미 자체 AI 기반 잠수함 탐지 시스템 개발에 착수했습니다. 찰스 리버 애널리틱스(Charles River Analytics)는 AI를 활용하여 적 잠수함의 자기 신호를 기반으로 식별하는 MAGNETO 시스템 개발 계약을 100만 달러 규모로 체결했습니다.

MAGNETO 시스템은 신호 식별을 단계별로 정교화하는 계층적 접근 방식을 사용합니다. 이를 통해 실시간 데이터 처리가 가능하고, 관련 신호만 더 자세한 분석을 위해 전달됩니다.

울트라 마리타임(Ultra Maritime)은 잠수함 탐지 능력을 빠르고 비용 효율적으로 향상시키는 경량 배치형 소나 시스템인 시스피어(Sea Spear)를 개발했습니다. 이 시스템은 유인 또는 무인 수상 및 수중 플랫폼에서 배치할 수 있으며, 고성능 광역 어레이로 확장 가능합니다.

이 기술은 해상전에 어떤 영향을 미칠까?

AI 기반 대잠전의 도입은 "보이지 않는" 잠수함 시대의 종말을 예고할 수 있습니다. 이는 제2차 세계 대전 이후 잠수함이 해군력 장악에 중요한 역할을 해 온 만큼, 해양 전략의 근본적인 변화를 의미합니다.

소나 탐지를 최소화하도록 설계된 각진 외측 선체를 가진 독일의 Type 212CD나 스웨덴의 A-26 블레킹게급 잠수함과 같은 최신 스텔스 잠수함은 이러한 새로운 탐지 시스템에 대한 효과가 떨어질 수 있습니다. 항공 분야에서 수중 영역으로 스텔스 원리를 적용하는 것은 예상보다 훨씬 더 복잡한 것으로 드러났습니다.

무인 수중 잠수정(UUV)과 버지니아급 핵추진 잠수함의 통합은 이미 수중전을 혁신하고 있습니다. 이 획기적인 기술은 자율 발사 및 회수 작전을 향상시키고 전자전과 정보, 감시 및 정찰 작전을 강화합니다.

대응책과 방어 전략은 어떻게 발전하고 있나요?

첨단 탐지 기술의 발전은 혁신적인 대응책으로 이어지고 있습니다. 스텔스 항공기에 대응하기 위해 레이더 시스템이 발전했듯이, 스텔스 잠수함 탐지를 위해 소나 시스템 또한 더욱 정교해지고 있습니다.

중국은 실제 잠수함과 수중 유인 어뢰를 구분할 수 있는 AI 유도 어뢰를 개발하고 있습니다. 초기 시험 결과, 이 시스템은 실제 표적과 유인 어뢰를 평균 92.2%의 정확도로 구분할 수 있는 것으로 나타났습니다. 이 시스템은 첨단 유인 어뢰에 대해서도 탐지율을 약 61%에서 80% 이상으로 향상시켰습니다.

영국 해군은 첨단 센서 시스템을 갖춘 네트워크화된 무인기로 구성된 북대서양의 영구 장벽인 CABOT 프로젝트를 계획하고 있습니다. 이 장벽은 혁신적인 전략적 중요성과 획기적인 개발 속도를 약속합니다.

구현 과정에서 어떤 어려움이 있나요?

AI 기반 대잠수함 시스템 구현에는 다양한 기술적, 전략적 과제가 존재합니다. 잠수함의 자기장 신호는 매우 약하여 600m 거리에서 약 0.2나노테슬라, 100m 길이의 잠수함은 500m 거리에서 13.33나노테슬라에 불과합니다.

다른 금속 물체나 전기 장치의 간섭은 또 다른 문제를 야기합니다. AI와 머신러닝은 주변 소음에서 관련 신호를 분리하고 추출하는 데 도움을 줍니다.

미 해군은 전술적이고 진화적인 AI 기반 대잠수함전을 단계적으로 구현하고자 합니다. 음향 운용 요원을 기계로 대체하는 것이 아니라, 훈련 및 작전 수행 중에 AI 지원 기술로 지원하는 것이 목표입니다.

국제적으로 어떤 영향을 예상할 수 있나요?

중국의 첨단 대잠수함 기술 개발은 이미 국제적인 반발을 불러일으켰습니다. 전문가들은 이러한 시스템이 중국이 항공모함을 보호하고 성공적인 상륙작전을 보장하는 데 필수적이라고 보고 있습니다.

또한 중국의 공중 발사 잠수함 추적함들이 순찰 및 발사 구역으로 이동하는 중국 탄도 미사일 잠수함을 보호하는 임무를 맡고 있다는 점도 중요합니다. 중국은 공중 발사 대잠전을 해상 핵 억지력 강화의 중요한 수단으로 보고 있습니다.

탈레스는 실시간 다중 센서 데이터 융합 및 이기종 데이터 분석을 지원하는 통합 음향 시스템인 BlueScan을 개발했습니다. 인공지능을 기반으로 하는 이 시스템은 협력적인 대잠수함전을 강화하여 해군이 미래의 복잡한 도전에 전략적으로 대응할 수 있도록 지원합니다.

수중전의 미래는 어떻게 될까?

수중전의 미래는 자율 플랫폼과 실시간 데이터 통합의 통합으로 혁신을 이룰 것입니다. 인공지능, 자율 플랫폼, 그리고 실시간 데이터 통합은 해군의 잠수함 탐지, 추적, 그리고 무력화 방식을 변화시키고 있습니다.

스텔스 기능을 갖춘 자율 수중 드론의 개발은 새로운 가능성을 열어줍니다. 이러한 드론은 자체 생성된 소리를 수동 소나 소스로 사용하여 능동 소나 신호를 방출하지 않고도 해저 지형을 파악할 수 있습니다.

AUV 플랫폼과 시스템에 대한 가장 중요한 대응책은 현재의 수상, 수중, 공중 역량을 업그레이드하고 확장하여 해상 통제를 강화하는 것입니다. 이를 위해서는 해상 방어 전략의 전면적인 재정비와 신기술에 대한 상당한 투자가 필요합니다.

오랫동안 해상 억지력의 초석이었던 "투명" 잠수함 시대는 이러한 기술 발전으로 인해 사실상 종말을 맞이할 수 있습니다. 이는 해상전뿐만 아니라 핵 억지력의 전반적인 균형을 근본적으로 변화시켜 전 세계 모든 해군 강국에 새로운 전략적 고려를 요구하게 될 것입니다.

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