지난 4월 15일과 23일에 미국이 발표하였던 북한의 이른바 ‘무수단’ 미사일 발사과정을 다시 한 번 살펴봅시다. 미국은 ‘무수단’ 미사일 발사와 관련된 실패영상을 확보했다며 발표의 신빙성을 높이려하지만 의문스러운 것은 그 영상이 어디에도 공개된 바 없다는 것입니다. 우리 군의 레이더에는 아예 무수단 미사일이 잡히지도 않았으며 군은 미국의 발표만 듣고 무수단 실패라고 알리고 있는 상황입니다.

일각에서는 이를 토대로 북한의 탄도미사일 기술에 의문을 제기합니다. 북한이 실전배치한 탄도미사일도 엉망일 수 있다는 것입니다. 하지만 이는 대중여론을 반북대결적으로 몰아갈 수 있는 위험한 언론공세입니다. 설령 ‘무수단’ 미사일이 실패했다 하더라도, 북한이 이번 사건을 계기로 ‘무수단’ 미사일의 단점을 보완할 것이기 때문입니다.

북한의 미사일 개발역사
왜냐하면 북한은 미사일 부문에 있어서 국제사회로부터 일정한 기술력을 인정받고 있기 때문입니다. 북한은 1962년 소련으로부터 SA-2A 지대공 미사일을 도입한 이래로 미사일 개발에 큰 관심을 가지고 집중하였다고 합니다. 1976년에는 이집트에서 스커드 미사일을 들여오면서 탄도미사일 개발에 발을 들여놓았습니다. 북한은 1975년 당시 중국의 탄도미사일인 둥펑-61 개발에 참여하기도 했다고 합니다.

북한이 스커드 계열로 구분되는 미사일을 생산한 시점이 1984년입니다. 북한은 실전배치한 미사일을 토대로 1986년에는 미사일 부대를 창설하였고 1988년에는 미사일 연대로, 1991년에는 미사일 여단으로 확장하였습니다. 통일부는 <2013 북한이해>에서 북한이 1986년부터 100% 독자생산단계로 진입했다고 보고 있습니다.

그로부터 무려 30년이 흘렀습니다. 그 사이 북한은 1990년에 사정거리 1800㎞로 추정되는 일명 ‘노동’미사일 시험에 성공하였으며, 1998년에는 인공위성 광명성 1호 발사에 성공하였다고 주장하였습니다. 그로부터 2009년의 은하2호와 2012년의 은하3호, 그리고 2016년에는 광명성 4호를 발사하여 모두 궤도진입에 성공하였다고 주장합니다. 결국 북한은 여러 차례에 걸친 우주로켓 시험에서 모두 인공위성을 우주궤도에 진입시켰다는 것입니다. 이를 토대로 <조선일보>는 2013년, 북한이 은하3호의 로켓을 대부분 자체 제작하였다고 보도하였습니다. 물론 인공위성 로켓이 미사일일 수는 없지만, 그 기술은 이미 입증이 된 것입니다. 그러하기에 군도 북한의 대륙간탄도미사일을 실질적 위협으로 인식했던 것입니다.

오늘날의 탄도미사일 기술
북한이 30년에 걸친 탄도미사일 개발 역사를 가졌다는 것은 시사하는 바가 큽니다. 미사일 방어체계(MD)가 탄생한 이후 오늘날의 탄도미사일은 끊임없이 발전해왔기 때문입니다. 러시아가 야심차게 개발했던 대륙간 탄도미사일 토폴m의 경우는 미국의 미사일 방어 시스템을 무력화시킬 수 있게 설계하였다고 합니다. 이를 미국의 미사일 방어체계(MD)와 연관지어 살펴봅시다.

MD는 탄도미사일을 레이더로 잡아냅니다. 그런데 MD의 레이더는 대개 지상에 설치되어 있습니다. 지구가 둥글기 때문에 레이더는 적진 깊숙한 지역에서 발사되는 탄도미사일을 발사 초기단계에 포착하는 것이 불가능합니다. 북한의 탄도미사일도 유사시 개마고원이나 중국 국경지역의 내륙 깊숙한 곳에서 발사될 것이라고 보이는 것도 동해상에서 발사되는 미사일은 발사초기단계에서부터 한미연합군의 레이더에 포착될 수밖에 없지만 내륙에서 발사되는 것은 일정한 고도가 되어야 레이더에 비로소 잡히기 때문입니다.

지상의 레이더로는 탄도미사일이 어느 정도 고도에 오르기 전에는 포착이 어렵습니다. 그리하여 미사일 방어를 설계하는 측은 발사 초기단계의 탄도미사일을 잡아내기 위해 우주공간에 떠 있는 인공위성을 이용합니다. 탄도미사일의 발사 시에는 어떤 미사일이건간에 고온의 연소가 불가피한 점에 착안하여 미사일 연료가 연소되는 온도를 추적하는 적외선 추적센서를 활용하는 것입니다.

실제로 무수단 미사일 발사가 사실이라고 가정한다면, 한미연합군은 지상의 레이더로 미사일 발사를 포착한 것이 아니라 인공위성의 적외선 탐지센서로 포착한 것으로 볼 수 있습니다. 대개의 공대공 유도탄 미사일들은 이러한 적외선 탐지센서를 장착하고 고온의 열을 분사하는 전투기를 뒤쫓아 명중시키게 설계되어 있습니다.

전투기나 항공기들은 이러한 적외선 추적 유도탄을 회피하기 위해 플레어라는 불꽃을 이용합니다. 적 유도탄이 근접하고 있으면 고온의 열을 방출하는 불덩어리들을 뿌리는 것입니다. 그러면 공대공 유도탄이 어느 불꽃이 전투기 동체인지 분간할 수 없게 되어버려 명중확률이 떨어지는 원리입니다. 이러한 플레어는 대륙간탄도미사일에도 장착되어 도처에 고온의 열을 방출시키는 플레어를 떨어뜨려 인공위성의 적외선 탐지를 회피하려 한다고 합니다.

하지만 이런 플레어도 약점이 있습니다. 탄도미사일에서 떨어져 나오는 플레어는 온도는 높게 타오르지만 탄도미사일처럼 빠르게 날아갈 수 없습니다. 그리하여 미국의 적외선 탐지센서는 고온으로 타오르더라도 탄도미사일의 속도로 빠르게 날아가는 열원만 추적하여 명중하도록 적외선 추적장치를 보완하고 있습니다.

러시아는 이러한 적외선 탐지를 궁극적으로 회피할 수 있는 기술을 도입하였습니다. 탄도미사일의 발사초기 단계에 미국의 인공위성이 미사일을 포착할 즈음에 탄도미사일의 엔진을 꺼버리는 기능을 가지고 있다고 합니다. 적외선 추적장치는 열원을 추적하는 것인데 미사일의 엔진을 꺼버리면 추적 자체가 불가능해지는 것입니다.

미사일 방어에서 발사초기단계의 미사일 포착은 미사일 격추 성공을 결정짓는 중요한 요소입니다. 대륙간탄도미사일은 유라시아 대륙에서 발사되어 미 본토를 타격할 경우 비행시간이 대략 30분 내외밖에 되지 않기 때문입니다. MD가 탄도미사일을 격추하려면 탄도미사일의 향후 궤적을 예측해야 합니다. 그러기 위해서는 이전 궤적에 대한 정보가 있어야 합니다. 그런데 토폴m은 발사초기에 엔진을 꺼서 적외선 탐지센서의 추적을 회피해버리기 때문에 미사일방어체제의 추적을 완전히 교란시키는 것입니다.

뿐만 아니라 MD는 탄도미사일이 대기권에 재진입할 단계에서 최종단계의 요격을 시도합니다. 이는 대기권 재진입의 경우에도 대기와의 마찰에 의해 최대 7000도 가량의 고온이 발생하기 때문입니다. 대기권 재진입시 마찰열을 피할 수 없는 약점입니다. 적외선 추적이 가능합니다. 러시아의 토폴m은 이러한 최종단계의 미사일 방어를 회피하기 위해 대기권 재진입 단계에서 강력한 방해전파를 발사한다고 합니다.

미국은 적외선 추적뿐만 아니라 우주공간의 인공위성에서 강력한 레이저를 발사해 탄도미사일을 우주공간에서 요격하는 방안도 개발하고 있습니다. 원거리에서 발사하는 레이저는 방해전파로 교란할 수 없기 때문입니다.

러시아의 토폴m은 인공위성의 레이저 공격을 견디기 위해 탄두가 팽이처럼 빙글빙글 회전하도록 설계되었다고 합니다. 탄두가 팽이처럼 빙글빙글 돌면 레이저를 쏘더라도 그 에너지가 탄두 전체에 분산될 수밖에 없는 것입니다. 인공위성에 탑재가능한 최대출력의 레이저를 쏘아도 탄두가 파괴되지 않는 것입니다.

꺼진 불도 다시 보자
이렇게 탄도미사일과 미사일방어체제는 마치도 창과 방패의 대결처럼 과학기술적으로 끊임없이 진화하고 있습니다. 우리는 최소한 이 정도의 탄도미사일 기술에 대한 안목을 갖고 북미간 미사일 대결을 바라봐야 합니다.

“꺼진 불도 다시 보자”는 표어가 있습니다. 북한의 ‘무수단’ 미사일은 과연 “꺼진 불”인가요? 만에 하나라도 북한이 발사 후 동력장치를 끄는 탄도미사일을 시험한 것이라면 그에 대한 대책은 있습니까? ‘무수단’이 실패했다는 미국말만 믿을 것이 아니라 ‘무수단’ 발사와 관련된 자료를 다시 살필 필요가 있습니다.

곽동기/ 우리사회연구소 상임연구원

곽동기  dkkwak76@naver.com

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