[토요이슈]러 탄도탄 분해해 기술 배운 北, 40년만에 ICBM 눈앞

北 미사일 기술 어디까지 왔나

크게보기

지난달 14일 북한은 기존에 공개한 적 없는 새로운 탄도미사일(탄도탄) KN-17(화성-12형) 한 발을 동해상으로 쏘아 올렸다. 이 탄도탄은 787km를 비행해 러시아 극동지역과 가까운 동해에 추락했다. 로켓기술 전문가들은 “북한이 대륙간탄도미사일(ICBM) 개발에 필요한 대부분의 기술을 모두 확보했다는 근거”라고 평가한다. 북한은 과연 ICBM 기술을 완성 단계까지 확보한 것일까.

○ 40년 전부터 쌓아온 발사체 기술

높이 솟구쳐 올라간 탄도탄은 중력에 이끌려 지상에 꽂힌다. 전쟁 시 탄도탄을 보유한 국가는 적국의 항구, 비행장, 군 지휘소 등 주요 시설을 큰 전투 없이 초토화할 수 있다. 여기에 핵을 탑재할 수 있다면 아무리 강대국이라도 허투루 대할 수 없다. 북한이 탄도탄 개발에 매달리는 이유다.

북한이 본격적으로 탄도탄 개발에 뛰어든 건 1970년대 후반이다. 당시 북한은 소련(현 러시아)의 대량생산 탄도탄인 ‘스커드B’를 이집트에서 구해와 분해하고, 역으로 설계도를 얻는 ‘리버스 엔지니어링’ 기법을 통해 첫 단거리 탄도탄 ‘화성-5형’을 개발했다. 1984년 첫 번째 시험발사에 성공했다. 사정거리 300km로 남한의 3분의 2 이상을 노릴 수 있었다. 여기서 한발 더 나아가 북한은 화성-5형의 성능을 더 높인 ‘화성-6형’도 개발했다. 사정거리 500km로 남한 전역을 사정거리에 둘 수 있었다. 결국 화성-5형, 6형은 러시아제 스커드 미사일의 복제품인 셈이다. 대덕연구단지의 한 군사기술 전문가는 “북한은 1960년대부터 탄도탄 기술 자립을 꿈꿔 왔으나 실질적 기술 개발은 화성-5형에서 비롯됐다”고 설명했다.

○ 노동미사일로 기술 자립 시작

북한은 여기서 그치지 않고 스커드 미사일과 같은 구조를 채택하고 크기만 더 키운 ‘노동’(화성-7형) 미사일 개발에 1993년 성공한다. 700∼1000kg 정도의 탄두를 탑재할 수 있어 소형화한 핵탄두도 탑재할 수 있는 크기다. 초기형은 사정거리 1000km 정도지만 성능을 더 높인 노동 2호도 존재한다. 여러 변형 모델이 있어 성능은 각양각색이다. 북한이 이 미사일을 이란, 파키스탄, 리비아 등지에 수출하며 성능을 다변화했기 때문이다. 최장 사정거리가 1500km를 넘는다는 기록도 있다.

노동 1, 2호 개발 이후 북한은 한동안 실험적 성격의 미사일 개발을 계속해왔다. 가장 대표적인 모델은 ‘대포동’(백두산)이다. 1998년에 개발한 중거리탄도미사일(IRBM)로, 사정거리는 1500∼2000km, 개량형인 대포동 2호는 3500∼6400km 수준으로 보는 경우가 많다. 1998년 9월에는 대포동을 이용해 인공위성 ‘광명성 1호’를 발사했다고 발표했으나 실체는 확인된 바 없다.

북한은 이 기술을 더 발전시켜 인공위성을 실제로 우주 궤도에 올려놓는 데 성공했다. 대포동에서 추진력과 성능을 더 키운 은하 2호 개발은 2009년 실패했지만 2012년 12월에는 은하 3호 발사에 성공했다. 실제 위성을 궤도에 올려 둔 것. 2016년 은하 3호와 동일한 ‘광명성호’를 발사해 인공위성을 다시 한 번 궤도에 올리는 데 성공했다.

○ 장거리 미사일 기술 구축

꾸준히 기술을 축적한 북한은 최근 중장거리 탄도미사일 기술을 실용화하기 위해 노력하는 것으로 보인다. 지난해 북한은 사정거리 3000∼4000km 수준인 중거리탄도탄 ‘무수단’(화성-10형) 성능실험에 많은 공을 들이는 모습을 보였다. 괌의 미군기지를 직접 겨냥할 수 있기 때문이다. 무수단은 옛 소련의 잠수함 발사용 중거리 탄도탄인 R-27을 복제해 성능을 더 높인 것으로 러시아 출신 군사과학자 유리 베사라보프 등이 개발에 참여한 것으로 알려졌다.

북한은 이렇게 확보한 기술을 바탕으로 중장거리 탄도탄 KN-17을 수직에 가까운 고각(高角)으로 발사해 최대 정점고도 2111.5km까지 쏘아 올리는 데 성공했다고 발표했다. 정상적으로 발사할 경우 최대 사정거리 5000km에 달할 것으로 보여 미국 알래스카까지 사정거리에 들어간다. 사정거리 5500km 이상이면 ICBM으로 분류하기 때문에 사실상 대부분의 기술을 완성한 셈이다.

특히 이번 발사 실험은 탄도탄이 실제로 대기권을 벗어났었다는 점에서 ICBM의 핵심 기술인 ‘재돌입 기술’에도 상당한 진전이 있었다는 뜻으로도 해석된다. 우리 국방부는 “관련 기술을 완성한 것으로 보기는 어렵다”고 발표했지만 기술 진보 자체는 의미가 깊다는 평가도 있다. 미국 NBC 뉴스는 “미 국방부 관계자들이 상당 부분 기술 진전을 우려하고 있다”고 보도했다. 국방과학연구소(ADD) 출신인 한 과학자는 “섭씨 수천∼1만 도에 달하는 로켓 재돌입 시 표면 온도를 차단할 수 있는 기술을 확보하느냐가 북한이 ICBM 기술을 완성하는 관건이 될 것”이라고 해석했다.
　
▼北미사일 방어 한국의 대응책은?▼

요격 높이 따라 PAC3-사드-SM3 3重 체계 추진

탄도미사일은 방어가 가장 까다로운 무기로 꼽힌다. 지구 중력을 받아 떨어져 내리기 때문에 사정거리가 길수록 속도도 빨라진다. 사정거리 5500km 이상인 대륙간탄도미사일(ICBM)의 경우 속도가 음속의 10배를 넘어서기 때문에 효율적인 방어수단을 찾기 어렵다. 현재 미국이 적 ICBM의 궤도를 사전에 예측해 요격하는 ‘지상기반 미사일 요격 시스템(GMD)’을 개발 중이다.

그러나 사정거리가 비교적 짧은 중·단거리 탄도미사일의 경우는 속도가 음속의 수 배에 불과해 어느 정도 방어가 가능하다. 이때 핵심 기술은 초고성능 레이더다. 2만여 개의 초소형 전파 송수신장치를 나란히 붙여 만든 ‘위상배열레이더’가 탄도미사일을 감지하고 요격할 수 있는 사실상 유일한 수단이다. 이 레이더에 요격용 미사일을 연결하면 탄도미사일 방어시스템이 된다. 사드(THAAD·고고도미사일방어체계)를 비롯해 ‘패트리엇’, 군함용 요격체계인 ‘이지스’ 등이 모두 이런 형태다.

위상배열레이더는 북한 하늘에 눈에는 보이지 않는 전파의 벽을 만들고 24시간 감시한다. 이 벽을 탄도미사일이 뚫고 올라오는 순간부터 집중 추적을 시작하고, 컴퓨터로 궤도 계산을 마친 다음 여기에 맞춰 요격용 미사일을 쏘아 올린다. 현재 우리 군은 서울 이북을 방어하기 위해 패트리엇-2(PAC-2) 시스템을 갖추고 있다. PAC-3 도입도 추진 중이다.

서울 이남의 고층방어는 사드가 담당하게 된다. 사드는 미국 레이시온이 개발한 ‘AN/TPY-2’라는 고성능 레이더를 이용한다. 이 레이더는 중·단거리 탄도미사일 탐지 성능 면에서 가장 뛰어난 것으로 알려져 있다. 국내 방위산업체 전문가는 “현재까지 등장한 가장 진보된 위상배열레이더”라고 설명했다.

방어시스템에 따라 탄도미사일을 요격하는 높이가 모두 다르다. PAC-3는 지상에서 수십 km 지점에서 요격한다. 약 150km 부분까지는 사드가 맡는다. 그보다 더 높은 단계는 이지스 전함에 탑재된 ‘스파이(SPY)’ 위상배열레이더가 필요하다. 여기에 고성능 요격 미사일인 SM-3까지 도입되면 저층-중층-고층의 3단계 방어망을 가동하게 돼 북한의 중·단거리 탄도미사일에 효과적으로 대응할 수 있을 것으로 보인다.

전승민 동아사이언스 기자 enhanced@donga.com