밀리터리 인사이드

패트리엇·사드·SM3… 미사일 잡는 미사일 ‘초고속 진화’

[밀리터리 인사이드] 탄도미사일 방어 기술 어디까지 왔나

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▲ 미국과 일본이 2017년 하와이 먼바다에서 ‘SM3 블록 2A’ 미사일 발사를 실험하는 모습. 미 이지스함 존 폴 존스에서 발사해 상공에서 이동하는 탄도미사일을 요격하는 데 성공했다.
AFP 연합뉴스

독일의 ‘V2 로켓’ 개발 이후 미사일 개발 기술은 발전을 거듭해 ‘탄도미사일’이라는 가공할 무기를 만들어 냅니다. 포물선을 그리는 방식으로 하늘로 치솟았다가 지구 중력을 이용해 음속(시속 1224㎞)보다 훨씬 빠른 속도로 내려오기 때문에 재래식 무기로는 방어할 수 없습니다. 그래서 군사 강국들은 탄도미사일을 막을 수 있는 ‘방패’를 고민하기 시작했습니다. 바로 ‘방공 유도무기’입니다.

12일 방위사업청과 국방기술품질원에 따르면 미국은 1954년 최초의 실전배치용 지대공 미사일 ‘나이키 에이젝스’를 시작으로 지대공 미사일을 잇따라 개발했습니다. 가장 많이 알려진 것은 ‘패트리엇’입니다. 최근 군이 청와대 인근에 패트리엇 포대를 설치했다는 소식이 전해지면서 패트리엇에 대한 세간의 관심이 집중됐습니다. 이곳에는 신형인 ‘PAC3’가 배치된 것으로 알려졌습니다.

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▲ 충남 보령 공군 대공사격장에서 패트리엇 미사일이 발사되고 있는 모습. 탄도미사일 방어체계의 기본으로 우리 군은 2016년 최신 체계인 ‘PAC3’ 도입을 결정했다.
연합뉴스

●스커드미사일 요격 모습에 열광

탄도미사일 개발에 사활을 걸었던 북한은 우리 군의 PAC3 도입에 대해 “무력증강 책동”이라며 비난 성명을 내기도 했습니다. 대체 어떤 무기이길래 북한이 이런 신경전까지 벌였을까요.

1980년대 미국의 방산업체 레이시온사가 개발한 패트리엇은 당초 ‘항공기 요격’을 목표로 개발됐습니다. 그러나 실전 배치된 ‘PAC1’은 12초 안에 마하 5(음속 5배)에 도달할 정도로 빠른 속도를 갖춰 최대 24㎞ 고도에서 탄도미사일을 요격할 수 있게 됐습니다.

패트리엇이 본격적으로 이름을 알리기 시작한 것은 위성항법장치(GPS)를 추가하고 레이더 성능을 높인 ‘PAC2’부터입니다. 특히 1991년 ‘사막의 폭풍’ 작전 당시 이라크의 ‘스커드미사일’을 요격하는 모습이 TV 전파를 타자 ‘미사일 잡는 미사일’로 불리며 인기가 치솟았습니다. 그러나 실제 요격률은 40% 내외로 확인되며 성능이 과장됐다는 지적이 나왔습니다. 우리 군도 2008년 1조원을 들여 독일이 사용한 중고 PAC2를 도입했는데, 2016년엔 현재의 ‘PAC3’를 도입했습니다. PAC3는 요격 성공률이 70% 수준으로 알려졌습니다.

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PAC3에 장착한 ‘에린트 미사일’은 직격 방식의 ‘전과확대 탄두’라는 획기적인 기술을 적용했습니다. 기존 패트리엇은 탄도미사일 근처에서 폭발시켜 잘게 쪼개진 ‘파편’과 ‘화염폭풍’ 효과로 요격하는 방식이었습니다.

그러나 탄두 낙하속도가 빨라지고 요격에 대비해 점차 두꺼운 장갑을 갖추게 되면서 한계가 드러났습니다. 그래서 탄두 폭발 뒤 다수의 ‘텅스텐 막대’를 요격 대상에 돌진시키는 방식을 도입했습니다. 대신 가격이 비쌌기 때문에 대량생산으로 비용절감을 노린 ‘CRI 미사일’이 나왔습니다.

에린트나 CRI도 단점이 있습니다. 고속으로 날아가는 대신 사거리가 짧아 최대 요격고도가 20㎞에 그쳤습니다. 그런데 2018년 요격고도를 40㎞로 늘린 ‘괴물’이 등장합니다. ‘MSE 미사일’은 2번 추진할 수 있는 ‘듀얼펄스’ 기술을 적용해 사거리를 2배로 늘렸습니다. 우리 군과 일본은 내년부터 이 MSE 미사일을 도입할 계획입니다.

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▲ 주한미군 장병들이 평택 미군기지에서 ‘비활성화탄’을 사드 발사대에 장착하는 훈련을 하고 있다.
연합뉴스

●SM3→사드→패트리엇… 3단계 방어 완성

유일하게 미국만 보유한 기술도 있습니다. 바로 ‘사드’입니다. 최대 사거리 200㎞, 최대 요격고도 150㎞인 ‘고고도 미사일 방어체계’입니다. 사격통제 레이더는 1200㎞ 거리의 물체도 탐지할 수 있습니다. 1개 포대에 6개가 있는 발사대는 요격미사일 8발을 장착할 수 있습니다. 사드는 항공기 요격용으로는 사용하지 않습니다. 대신 미사일 요격을 위해 특수 기술을 적용했는데, 일정 거리까지 날아가면 추진체를 버리고 탄두만 날아가 탄도미사일에 직격하는 방식입니다. 또 공기가 희박한 환경에서 표적 탐색이 용이한 ‘적외선 탐색기’를 측면에 장착했습니다.

가장 독특한 기술은 ‘자세제어장치‘입니다. 대부분의 미사일은 ‘보조날개’를 이용해 방향을 바꿉니다. 그러나 공기가 희박한 고고도에서는 이런 방식을 사용할 수 없습니다. 그래서 사드는 우주선처럼 측면으로 분사하는 ‘노즐’로 미세하게 방향을 조정합니다. 사드는 전 세계에 7개의 포대가 있습니다. 그중 하나가 경북 성주에 배치된 주한미군 사드 포대입니다.

함대공 미사일 ‘SM3’는 ‘바다의 사드’로 불립니다. 최신 체계인 ‘SM3 블록 2A’는 최근 미국과 일본이 공동개발했습니다. SM3는 최대 사거리 2500㎞, 최대 요격고도 1000㎞로 현존 기술 중 최고로 통합니다. 지구 저궤도(550㎞) 이상으로 미사일을 쏴올리기 위해 위성 발사용 로켓처럼 ‘3단’으로 분리합니다.

SM3는 2008년 미국의 고장난 첩보위성을 격추하는 테스트를 실시해 고도 247㎞에서 실제 격추하는 데 성공했고 2015년 30여회의 실험에서 요격 성공률이 90%에 이르렀습니다.

이로써 대기권 바깥에서 탄도미사일을 방어하는 ‘SM3’, 대기권 아래로 내려올 때 1차로 방어하는 ‘사드’, 2차로 대응하는 ‘패트리엇’ 등 ‘3단계 방어체계’ 구상이 완성된 겁니다.

●러시아 기술 접목해 한국형 사드 개발

러시아도 발빠른 움직임을 보이고 있습니다. 2007년 ‘러시아판 사드’로 불리는 ‘S400’을 실전 배치한 데 이어 탐지거리 1300㎞, 최대 사거리 600㎞, 최대 요격고도 200㎞인 ‘S500’을 개발해 올해 도입할 계획입니다.

2016년부터 실전 배치된 국산 중거리 지대공미사일 ‘천궁’은 경협차관으로 받은 러시아 기술을 바탕으로 만들었습니다. 그래서 패트리엇과 달리 수직발사대로 일단 미사일을 띄운 뒤 일정 고도에서 점화해 최대 40㎞ 높이의 요격 목표를 향해 날아가는 ‘콜드론치’ 방식을 채택했습니다.

우리는 러시아의 ‘S400’ 기술을 토대로 ‘한국형 사드’로 불리는 최대 요격고도 150㎞의 ‘LSAM’도 개발하고 있습니다. 다만 미사일 기술만 뜯어 보면 러시아보다는 미국의 사드와 유사점이 많다고 합니다. 직격요격체와 적외선 탐색기를 이용하고 노즐을 통한 자세제어 기술을 활용한다는 점이 그것입니다. 늦은 감이 있지만 좋은 결과를 내놓을지 관심이 집중되고 있습니다.

정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

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