[전문가 분석]북핵의 대항마, 탄도탄 방어전략 변천과 미국의 미사일 방어(MD) 개념

▲ 자료출처 : 미국 미사일 방어국(Missile Defense Agency), 2016.9

(안보팩트=최환종 선임기자)

2017년 여름 이후 북한의 6차 핵실험 및 ICBM 위협이 증가함에 따라 이와 관련한 국민의 관심은 높아지고 있다. 이러한 위협에 대처하는 우리나라의 방위능력은 미국의 탄도탄 방어 및 미사일 방어(Missile Defense, 이하 MD) 체계와 직결돼 있다. 미국의 탄도탄 방어가 언제, 어떻게 시작되었는지, 왜 필요한지, 미사일 방어(MD) 체계에서 THAAD와 PATRIOT, SM-3는 어떤 개념으로 운영되는 등은 북핵 위협에 대한 효과적 대응을 위해 필수적으로 이해해야 하는 문제이다. 따라서 1980년대에 레이건 대통령에 의해 발표된 “STAR WARS 계획”부터 2001년도에 부시 대통령이 발표한 MD까지 탄도탄 방어전략 변천내용을 살펴보고, 미국의 MD 개념과 해당 무기체계를 살펴본다.

독일의 V-2 로켓 공격 대응용에서 출발한 탄도탄 방어전략, '냉전시대'의 미국과 구소련은 요격 미사일 기지 건설 경쟁 벌여

탄도탄의 등장 이후 탄도탄의 공격에 따른 피해가 발생하면서 칼과 창을 방어하기 위하여 방패를 만들었듯이 탄도탄을 방어하기 위한 방어전략 연구가 시작되었다. 최초의 탄도탄 방어전략은 2차 세계대전시 영국에 대한 독일의 V-2 로켓 공격에 대응하기 위하여 시작되었다. 이 당시에는 현재와 같은 대탄도탄 기능을 가진 유도탄이 없었기 때문에 영국에 접근하는 V-2 로켓을 연합군의 프로펠러 전투기로 공중 요격하는 방법을 사용하였으나, 전투기의 속도가 너무 느려서 V-2 로켓 요격에 성공할 수 없었다.

물론 독일의 V-2 로켓 기지를 연합군 항공기로 공격하는 방법도 사용하였으나, 항공기 공격에 의한 직접적인 V-2 로켓 발사대 파괴 성공률은 “0”이었다. 그러나 V-2 로켓 기반시설을 공격함으로써 며칠 동안 V-2 로켓의 발사 횟수가 줄어드는 효과는 있었다.

한편, 제2차 세계대전이 끝나고 미국과 소련의 냉전시대가 시작되었고, 탄도탄은 5,000km 이상의 사거리를 가진 대륙간 탄도탄(ICBM)으로 발전되었다. 핵탄두를 장착한 대륙간 탄도탄은 미국과 소련에게 가장 큰 위협이었고, 결국 이를 요격할 수 있는 수단을 연구하기 시작하였다. 1950년대부터 탄도탄 요격용 유도탄 개발을 시작했고, 60년대와 70년대에 들어서 핵탄두를 가진 탄도탄 요격용 유도탄을 개발하는데 성공하여 미.소 양국은 이를 실전 배치하기에 이르렀다. 연구 개발 당시 대륙간 탄도탄은 레이더와 적외선 탐지 장비로 탐지가 가능하고, 탄도 궤적을 통해 미사일의 발사지점과 예상낙하지점을 판단할 수 있다는 결론을 얻었다. 그러나 당시의 기술적 한계로 말미암아 확실한 요격을 위해 핵탄두를 탑재한 요격미사일을 배치하였다.

이후 미국과 구소련은 자국의 여러 지역에 요격 미사일 기지를 설치하는 경쟁을 벌였고, 1972년에 ABM(Anti Ballistic Missile) 조약 즉, 대탄도탄 조약이 체결됨으로 인해 제동이 걸리게 되었고, 이후 탄도탄 방어전략은 더욱 진보된 과학 기술의 발전과 국제정세 변화에 따라 전략방어구상(SDI), 제한공격에 대한 범세계 방어체계(GPALS), 탄도탄 방어구상(BMDI), 유도탄 방어(MD) 등으로 발전되었다.

ABM 조약은 최초 체결시 미.소 양국은 대탄도탄 체제를 각각 2개소로 한정하고 200기를 배치할 수 있도록 하였는데, 1974년 개정을 통하여 양국은 자국 내에 각각 1개소의 기지에 100기를 운용하도록 축소하였다.

1983년 도널드 레이건 미 대통령이 시동 건 전략 방어 구상(SDI : Strategic Defense Initiative), 구소련의 대륙 간 탄도탄을 격파하는 '별들의 전쟁'

전략방어구상은 1983년 레이건 대통령이 발표한 탄도탄 방어 계획으로서, “전략 핵 미사일의 위협을 제거하기 위한 작업에 착수한다”는 발표를 하면서 시작되었다.

별들의 전쟁(Star Wars)으로 알려진 SDI는 첨단 장비를 개발, 배치하여 초속 수 km의 속도로 날아오는 구소련의 대륙간 탄도탄을 발사 단계 및 중간 단계(우주)에서 격파하겠다”는 거대한 구상이었다.

이 구상의 개념은 구소련이 핵탄두를 장착한 대륙간 탄도탄을 동시에 다량 발사한다 하더라도 그것을 완벽하게 막아냄으로써 미국 본토를 보호하고, 전면 핵 보복을 한다는 것이었으며, 비핵무기 탄두에 의한 요격체제를 구축하는 것이었다. 즉, 핵 보복 능력의 유지를 통해 상대의 핵공격을 저지하는 소극적인 개념을 벗어나 상대의 핵무기를 제압할 수 있는 방어능력을 갖춤으로써 핵 공격을 저지한다는 개념인 것이다.

즉, 탐지 자산(조기경보 인공위성 또는 지상 레이더)이 적국의 ICBM이나 SLBM(Submarine Launched Ballistic Missile : 잠수함 발사 탄도탄) 발사를 실시간으로 감시하고, 적국에서 미사일을 발사하면 탐지자산이 이를 탐지하여 지상의 지휘통제소에 전파한다. 지상의 지휘통제소 에서는 각 요격 무기체계를 통제하여 공중 또는 우주에서 레이저 무기로 요격하고 공중 또는 우주에서 실패할 경우 지상에서 요격 미사일을 발사하여 파괴, 무력화 시키는 개념이다.

전략 방어구상에서 구상한 무기체계는 미사일 탐지 및 추적 레이다, 우주배치 레이저 무기, 운동 에너지 무기, 초고속 대형 컴퓨터 등이었고, 이를 개발하기 위하여 엄청난 자금과 시간이 필요하게 됨에 따라 이 계획이 무모하다는 반발이 당시에 거세게 일었다. 참고로 전략 방어구상의 예산 규모는 84년도에 10억 달러(환율 700:1 계산시 7,000억원)이었고, 이 당시 한국 국방비는 약 3조 3천억 원이었다.

미국이 전략방어 구상에 투입한 비용은 1990년까지 7년간 200억 달러였고, 이러한 비용의 투입은 군사기술의 연구 개발 분야에 대단히 큰 유산을 남겨 주었으며, 이 당시 구상한 개념을 바탕으로 관련 무기체계를 지속 개발하고 있다.

1990년 구소련 등 공산권 붕괴에 따라 '제한공격에 대한 부시 미 행정부의 범세계 방어체계(GPALS : Global Protection Against Limited Strikes)', '별들의 전쟁' 축소 재편

1990년을 전후하여 구소련 붕괴에 따른 전략적 환경의 변화와 어려워진 미국의 경제사정, 부시 행정부의 국방비 절감 정책 등 당시의 급격한 정세변화는 ‘소련의 전면 핵공격 개념’을 사실상 중단시키게 되었고, 미.소 양극체제를 중심으로 했던 세력판도가 바뀌어 가면서 미국으로서는 기존방어전략 개념의 변화가 불가피하게 되었다.

이에 따라 1991년 부시 대통령은 “소련이나 제 3세계 국가의 실수 또는 우발적 동기에 의한 탄도탄 공격으로부터 미 본토 및 해외주둔 미군과 우방국들을 방어한다”고 하는 질적, 양적으로 제한된 공격에 대한 범세계 방어체계 계획을 발표하여 실행에 옮기게 되었다.

1992년도 미 의회 보고자료를 보면, 제한된 공격의 한계에 대하여 “미본토 방어를 위한 경우 최고의 방어 한계는 약 200기까지의 미사일이 동시에 공격해 오는 경우”라고 언급 하였는데, 이는 제 3세계 국가들의 미사일 보유량이 대개 소규모라는 점이 감안된 것이다.

이 제한공격에 대한 범세계 방어체계(GPALS)는 전략 방어구상(SDI)의 축소형이라 할 수 있으며, 예산도 1990년도의 36억 달러에서 1991년에는 29억 달러로 감소하였다.

제한공격에 대한 범세계 방어체계를 구비함으로써 미국이 기대했던 것은 탈냉전으로 무너진 미.소 양극구도를 대체할 수 있는 미국 중심의 세계질서 확립, 지역 분쟁의 억제, 공격무기의 확산 방지였다.

대부분의 국가들이 전략적인 가치를 지닌다고 판단하여 탄도탄을 보유하고자 하는데 미사일 방어체계의 배치는 그러한 전략적인 가치를 상실시키게 됨으로써, 결국 공격 미사일보다는 미사일 방어체계의 보유를 선호하게 되고, 궁극적으로는 공격무기의 확산을 방지할 수 있을 것으로 기대하였던 것이다.

제한공격에 대한 범세계 방어체계는 크게 두 가지 분야로 나뉘어 진행이 되었는데, 첫째는 미 본토를 방어하는 국가 미사일 방어(NMD : National Missile Defense)와 해외주둔 미군 및 우방국 자산을 보호하는 전구 유도탄 방어(TMD : Theater Missile Defense)로 구분하여 계획이 진행되었다.

NMD 체계는 요격대상이 핵으로 무장된 사거리 5,500 km 이상의 장거리 대륙간 탄도탄 (ICBM)인 반면, TMD 체계는 3,000 km 이하의 전술탄도탄과 순항 유도탄, 공대지유도탄을 대상으로 하고 있다. NMD는 미국 본토 방어를 목표로 하고 있는 반면, TMD는 비교적 사거리가 짧은 전구 (Theater, 戰區)급 탄도탄 공격으로부터 미국의 국익에 주요한 지역을 포함하여 해외주둔 미군과 동맹국 및 기타 주요 국가를 보호 대상으로 하고 있다

1993년 빌 클리턴 미 행정부의 탄도탄 방어구상(BMDI : Ballistic Missile Defense Initiative), 지상 발사 탄도탄 요격체제 개발에 우선 순위 둬

탄도탄 방어구상은 1993년, 클린턴 행정부가 “국제 정세 변화에 따라 미국 본토에 대한 탄도탄 위협이 감소하였다고 판단, 주요 지역에 대한 탄도탄 공격을 방어하기 위하여 다층 방어 수단을 강구한다는 개념 하에 지상 발사 탄도탄 요격체제 개발에 우선을 둔다”고 발표 하면서 시작되었다.

이에 따라 제한공격에 대한 범세계 방어체계는 탄도탄 방어구상 즉, BMDI로 바뀌게 되었고, 국가 미사일 방어(NMD)보다는 전구 유도탄 방어(TMD)에 우선을 두어 탄도탄 방어구상을 진행하게 되었으며, 그때까지 연구사업으로 추진되어 오던 일부 TMD 사업들이 획득개발 사업으로 전환되는 동시에, 획득 사업으로 추진되어 오던 대부분의 국가 미사일 방어 및 우주배치 요격체 사업들은 기술확보 및 지원사업으로 밀려나게 되었다.

2001년 부시 미 행정부의 미사일 방어(MD : Missile Defense, 또는 유도탄 방어 / 탄도탄 방어), 불량국가와 테러집단이 보유한 미사일 방어용

2001년 5월 1일, 부시 행정부가 발표한 “미사일 방어(Missile Defense, 이하 MD)” 계획은 기존의 “국가 미사일 방어”(NMD)와 “전구 유도탄 방어”(TMD)를 통합한 개념으로서, 미국 본토와 해외 미군기지, 동맹국을 러시아, 중국의 ICBM, 불량국가의 중. 단거리 탄도탄(IRBM, SRBM) 위협으로부터 방어하고, 핵무기는 감축하고 국가 미사일방어(NMD)는 확대한다는 개념이며, 무기체계는 지상, 해상, 공중 요격 시스템이 모두 포함된다.

MD 발표시 연설문의 주요 내용은 “미국의 적은 러시아가 아니고, 오늘날 위협은 불량국가 /테러집단이 보유하고 있는 소수의 미사일이며, 따라서 MD 체제 구축 대상이 불량국 /테러집단 임을 강조하고, 1972년 체결한 구소련과의 ABM 조약은 낡은 것으로서, 수정이 필요함을 제기 하였다. 또한 핵무기는 감축하고, NMD는 확대한다는 점을 강조“하였는데, 이는 MD가 방어용 정책임을 강조하는 것이다.

최첨단 유도탄 방어(Missile Defense) 무기체계, 미 본토 공격하는 적군 ICBM 대응 능력 보유

아래 그림은 MD에 투입되는 탄도탄 방어 무기체계이다. 그림에서 보면 각 단계별(발사/상승 단계, 중간단계, 종말단계)로 다양한 무기체계를 사용함을 알 수 있는데, 탄도탄의 종류(사거리, 종말속도)에 따라 대응하는 무기체계는 달라진다.

우선 탄도탄 탐지는 우주에 배치한 STSS(Space Tracking and Surveillance System ; 우주배치 탄도탄 탐지 체계), 지상에 배치한 장거리 탐지 레이다, 해상에 배치한 Sea-Based X-Band 레이다와 이지스함의 SPY-1 레이다 등 우주와 지상, 해상에서 탄도탄 발사를 탐지하여 지휘통제 시설에 탄도탄 발사 경보를 전파한다. 탄도탄은 항공기보다 그 속도가 빠르고 RCS가 작기 때문에 별도의 탄도탄 탐지 전용 레이다(또는 탐지 위성)가 필요하다.

탄도탄 요격 무기체계로서, 발사/상승 단계(Boost phase) 무기체계는 SM-3(Aegis함 탑재), Aegis Ashore(SM-3의 지상형 체계, 최근에 개발되어 실전배치중) 등이 있다. 향후 공중 레이저(ABL ; Air Borne Laser)를 포함한 어떤 무기체계가 추가로 등장할지 궁금하다.

중간단계(Midcourse Phase) 무기체계는 GBI가 있다. GBI(Ground Based Interceptor)는 미 본토를 향해 접근하는 적의 ICBM을 요격하기 위한 무기체계로서, 알래스카와 캘리포니아에 배치되어 있다고 알려져 있다.

종말단계(Terminal Phase) 무기체계는 SM-3, THAAD, PATRIOT(PAC-3) 등이 있다.

특히, PATRIOT와 THAAD는 종말단계 무기체계로서, 전구(戰區)급 탄도탄, 즉 3,000km 내외의 사거리를 가진 탄도탄 요격만 가능한 무기체계이다. 한편, SM-3는 IRBM(중거리 탄도탄) 요격 및 제한적인 ICBM 요격 능력을 보유하고 있다고 알려져 있다. (탄도탄의 종말속도에 관한 개념 없이 위 그림만 보면 종말단계에서 THAAD, PATRIOT가 모든 종류의 탄도탄을 요격할 수 있는 것으로 오해할 수 있다. 아마 많은 사람들이 위 그림만 보고 그렇게 생각하는 것 같다. 그러나 이는 지난 호에서도 언급하였듯이 탄도탄의 사거리, 종말 속도의 차이 때문에 탄도탄 종류별로 대응 무기체계가 다름을 강조한다)

아래 그림을 보면 위에서 설명한 탄도탄별 대응 무기체계가 무엇이 있는지 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

▲ 자료출처 : 미국 미사일 방어국(Missile Defense Agency), 2009.1

미래에 배치 가능한 MD 무기체계는 레이저 무기, 레일건 등

한편, MD와 관련하여, 가까운 미래에 배치 가능하다고 판단되는 무기체계를 살펴보면 아래와 같다.

첫째, 레이저 무기(Laser Weapon)이다. 2017년 3월 16일에 워싱턴 포스트, 디펜스 뉴스 등 미국의 언론은 Lockheed Martin 사(社)가 미 육군 우주 및 미사일 방어 사령부 (SMDC ; Space and Missile Defense Command)의 의뢰로 시행한 ‘고기동성 대형 전술트럭 (HMTT)’ 탑재용 레이저 무기 발사시험에서 58kw급 레이저 무기 시험에 성공, 목표치인 60kw 급 레이저 무기 확보에 근접했다고 보도했다. 60㎾급은 폭탄을 장착한 적의 대형 드론을 파괴할 수 있는 위력이다. 렉싱턴 연구소의 로렌 톰슨 소장은 “레이저는 빛의 속도로 표적을 맞히고, 비용도 거의 들지 않는데다, 무제한 사용할 수 있는 장점을 가졌다. 중간형 레이저 무기로 방어가 취약한 드론을 신속하게 격추할 수 있다”고 강조했다. 미 해군은 2014년부터 30kw 규모의 레이저포를 구축함 PONCE 에 장착하는 것을 시작으로 레이저 무기의 실전배치를 서두르고 있으며, 미 공군 역시 특수전용 AC-130W 지상 공격기에 레이저포를 장착하는 계획을 적극적으로 추진 중이라고 한다.

한편 미 해병대는 2016년 8월에 F-35B 스텔스 전투기를 포함해 거의 모든 보유 항공기에 레이저 무기를 장착하는 방안을 추진하겠다고 밝혔다. 전문가들은 미군 주력기들이 레이저 무기를 갖추는데 5년 정도가 소요될 것으로 예상하고 있다.

이렇게 레이저 무기 사용이 현실화되면 영화 ‘스타워즈’의 장면 같이 레이저 무기로 공중전을 벌이는 장면이 조만간 현실로 다가오지 않을까, 또한 ABL(Air Borne Laser ; 공중 레이저) 운영이 본격화되어 공중에서 탄도탄 요격이 가능하지 않을까 생각한다.

둘째, 레일건(Rail Gun)이다. 2016년 5월 30일, 국내 주요 TV 뉴스시간에 미 해군이 개발중인 레일건의 실제 시연 장면이 방송되었는데, 현재 이 레일건은 10kg의 포탄을 초속 2km, 즉 음속의 6배로 발사할 수 있으며, 사거리는 200km 이상이다. 이 레일건은 자기장의 추진력으로 포탄을 발사하며, 운동에너지만으로 목표물을 파괴할 수 있다. 레일건은 저비용으로 항공기와 탄도탄을 포함한 공중, 지상, 수면의 모든 목표물을 타격할 수 있다고 하며, 미 해군은 2018년에 신형 줌월트급 구축함에 레일건을 실전배치할 예정이라고 한다.

이번 호에서는 탄도탄 방어전략 변천 내용과 미국의 MD 개념 그리고 해당 무기체계를 살펴보았다. 미국의 MD 관련 현존 무기체계 및 개발중인 무기체계를 보고 있으면(타 분야 무기체계도 그렇지만) 미래의 전장 환경과 잠재적인 위협에 대비하여 끊임없이 연구하고 개발하는 미국의 “유비무환” 자세를 볼 수 있다. “평화는 결코 거저 얻을 수 있는 있는 것이 아니라, 준비된 힘이 있어야 지킬 수 있다”는 평범한 진리를 다시 생각하게 한다.

최환종 선임 기자: 현 안보협업연구소 전문연구위원, 예비역 공군 준장, 전 공군 방공유도탄 여단장, 공사 32기, 한양대 전자공학 석사

최환종 선임기자 @ 이 기자의 다른 기사 보기