이번에는 대륙간 탄도미사일(ICBM)에 대해 이야기해 보겠습니다. 북한이 인공위성 발사에 성공하면서 가장 우려되고 있는 것이 ICBM인데요, 인공위성을 궤도에 올리는것과 핵심기술은 같기 때문이죠. 뭐, 원형공산오차의 문제는 별개지만요.
최고 속도 시속 24,100km, 항속 거리 13,000km의 미니트맨 III의 실험발사 장면
1 개요
InterContinental Ballistic Missile. 한국어로 번역하면 대륙간 탄도 미사일 혹은 대륙간 탄도탄. 잠수함 발사형은 SLBM. 전략폭격기 발사형은 ALBM이나 현대에는 거의 쓰이지 않고있다.
인류 역사상 가장 많은 사람의 목숨을 위협한, 그러나 단 한 명도 죽이지 못했고 앞으로도 그래야 하는 병기
핵무기의 주요 운송체이며, 모든 ICBM은 핵무기를 탑재하고 있다. 당연히 재래식 폭약을 탑재할 수 없는 건 아니지만, 이만한 물건으로 발사해야 할 물건이 핵 말고 뭐가 있을까? 이런 사치품에 재래식 폭탄 따위를 넣는 예산 낭비짓을 하는 정신 나간 국가는 없다. 반대로, 이런 물건 아니면 현대에 핵무기 투하 방법은 거의 없어서 이런 물건을 가진다는 것 만으로도 적국에게는 핵 보유에 준한 위험이다. 이런걸 일부러 병기로 만들 나라면 십중팔구 핵무기 개발을 마음먹을게 뻔하니.
2 종류와 요건
초기에는 액체연료 로켓이 주류를 이루었으나 현재는 고체연료 로켓을 쓰고 있다. 액체연료 추진방식 같은 경우엔 연료를 주입하느라 로켓 발사준비에만 짧게는 수십 분, 길게는 몇 시간 넘게 들지만, 반대로 고체연료 추진방식의 경우 몇 분이면 발사준비가 끝나기 때문이다. 현재 미국의 주력 ICBM은 미니트맨 III이고, 피스키퍼라는 MIRV(Multiple Independently Targetable Reentry Vehicle) 탑재 ICBM은 러시아와의 전략무기제한협정에 따라 모두 폐기되었다. 현재는 미니트맨 III의 현대화 개량이 진행중.
러시아는 현재 SS-18 사탄, SS-19 스틸레토, SS-25 식클(토폴), SS-27 토폴-M을 장비중이며 SS-18같은 구식은 RS-24로 바꿀 계획이다. MIRV를 탑재한 ICBM은 한 미사일에 1개 이상의 핵탄두를 탑재해 한 개의 미사일로 여러 개의 도시를 잿더미로 만들 수 있다. 그러나 그만큼 여러 종류의 고난이도 기술력이 받쳐줘야 되기 때문에 현대 무기기술의 결정체라고 할 수 있다. MIRV보유국은 단 3국. 러시아, 미국, 중국이 보유하고 있다. 러시아, 미국의 ICBM은 언제나 2분내 발사가능상태를 유지하고 있다.
2010년 승전 기념일 퍼레이드 리허설 중인 토폴-M 발사 차량. 최고속도는 초속 7,320m(시속 26,350km), 항속거리 11,000km.
미국의 피스키퍼
피스키퍼안엔 10개의 300킬로톤 급 핵무기가 장착되어 있으며, 무게는 96.75톤이다. MIRV답게 사정거리는 9700 킬로미터 이다.
퀘젤린 제도에서 피스키퍼의 MIRV(Multiple Independently-targetable Reentry Vehicle) 테스트 중 찍은 사진
최신 ICBM의 CEP는 100m 내외라고 하는데, 이 정확도를 달성하기 위한 조건이 아스트랄할 정도다. 여러 조건이 있지만 그 중 일부를 소개하자면
- 초속 7km 이상인 ICBM의 속도를 초속 3cm(!)의 오차 이내로 측정해야 하고.
- 발사지점과 목표지점의 거리를 수m 단위의 오차 이내로 알고 있어야 하며
- 예상표적 상공의 공기밀도가 미리 유도 컴퓨터 안에 입력돼 있어야 하며
- 예상탄도를 따라 중력의 변화에 따른 치우침을 궤도 프로그램에 반영
…해야 한다고 한다. 한마디로 미사일 자체적인 기술수준뿐만 아니라 기상위성, 전지구적인 중력 데이터 등 외부지원도 필수적이라는 이야기. 거기에다 이는 CEP 100m 달성을 위한 최소조건이라는 사실을 명심하자. 사실 1만km 이상을 날아가서 100m 안에 명중시킨다는 게 간단할 리가 없기는 하다. 결국 위성항법장치의 도움없이 자체적인 INS로 CEP 100m 수준을 달성할 수 있는 나라는 현재까지도 미국 뿐.
CEP 100M를 달성한 피스키퍼는 미국이 제작한 초정밀관성항법장치로 종말유도를 담당했는데, 피스키퍼에 들어간 INS인 AIRS(Advanced Inertial Reference Sphere)의 기술이 외계인을 족쳐서 개발한 것 같은 수준. 89년 당시 AIRS에 들어가는 가속도계 하나를 제작하는 데 6개월, 30만 달러가 들어갔다는데, AIRS 하나당 가속도계가 3개 필요했다.역시 초병기는 아무나 만드는 게 아니다.
탑재하는 무기가 핵폭탄이기 때문에 CEP가 그다지 큰 의미가 없을 것이라고 생각하는 일반적인 인식과는 달리 핵미사일의 CEP는 굉장히 중요한 팩터다. 이론상 핵미사일은 대도시 등의 표적만 노리는 게 아니다. 핵전쟁 개전 초 핵미사일의 1차 타겟은 핵보복을 실행할 적의 목표, 즉 지상 사일로나 폭격기 기지들인데, 그 때문에 핵미사일 사일로는 굉장한 강도로 강화돼 있다. 이를 잡기 위해서 개발된 게 MX 피스키퍼 등의 '사일로-킬러' ICBM인데, 통념과 달리 전체적인 위력을 강화하기 위해서는 핵탄두의 위력보다 CEP를 높여야 된다. CEP를 절반으로 줄이는 게 핵탄두 숫자를 4배, 탄두 위력을 8배로 높인 것과 동일한 격파확률을 보여주니, 미사일의 CEP는 사실상 결정적인 요인이라 할 것이다. 괜히 미국이나 러시아가 외계인 고문을 자행하면서 정밀유도병기 수준의 정확성을 확보한 게 아니다.
과거 전략무기제한협정으로 인해 감축되는 무기 1순위였으나 감축량은 크지 않았고, 러시아와 미국의 관계가 다시 나빠지자 미국도 MIRV의 폐기를 중단한다고 발표했다.
현재 미국 ICBM은 지상 사일로에서 발사되며, 러시아는 이동식 발사대와 사일로를 혼용하고 있다. 미국에서도 이동식 발사대에 눈을 돌린적이 있지만 70년대의 침체기 내내 별 성과가 없었고, 80년대 들어서야 철도 및 차량 이동식 미지트맨과 지하터널 이동식(!) 및 공중발사형(!!!)인 피스키퍼를 개발하기 시작했다. 그나마도 미지트맨은 개발중단크리, 피스키퍼도 터널 네트워크 건설의 비용이 과대한 덕택에 그냥 고정식 미니트맨 사일로에 더부살이했고 냉전종식 이후 전부 퇴역했다.
차량 이동식 미니트맨, 괴이할 정도로 납작한 차량 디자인은 근처에서 적의 핵탄두가 터져도 핵 폭풍에 날아가지 않도록 디자인 된 것이다.
냉전이 한창일 때 사고로 ICBM이 발사될뻔한 적이 150번이 넘는다. 따라서 세계가 멸망직전까지 갔던 적이 150번이 넘는다는 소리.
3 ICBM과 MD
ICBM의 핵탄두가 지구 대기권으로 재진입할 때의 속도는 마하 25~30정도가 된다. 현재까지 이걸 막을 수 있는 기술은 없다.(미국의 MD는 아직 실패 가능성이 성공 가능성보다 훨씬 높다.) 미국은 대기권 밖에서 탄두가 낙하하기 전에 파괴하려 하고 있는데, 이것에 쓰이는 미사일을 GBI라고 부르고, 요격탄두를 대기권충돌요격체(Exo-atmospheric Kill Vehicle EKV)라고 부른다. 미군은 현재 알래스카 기지에 요격체 30발을 배치하고 있다.
러시아는 MD를 무력화시키는 ICBM인 토폴-M 개발에 성공했으며, 발사실험 또한 성공적이었다. 문제는 욕심이 과한 나머지 SLBM에도 이러한 기술을 적용시키고자 하였고 50%의 실패율을 보이며 결과는 참담했다(불라바). 하지만 집념끝에 성과를 거두자 실전배치 작업에 들어간 상태다.
4 우주 발사체(로켓)와의 관계
사실 대륙간 탄도미사일과 우주 발사체의 요구되는 성능은 거의 차이점이 없다. ICBM은 인공위성과는 달리 발사되면 우주로 나가있다가 적국 상공에 도달하면 '다시 지구로 떨어진다'는게 다를 뿐이다.
'전문 ICBM'과 '전문 우주발사체'의 차이를 굳이 따진다면, '우주발사체'는 효율이 높은 액체산소/액체수소 같은 저온연료를 쓰는 데 제약이 없는 반면, 저온 연료는 발사직전에 주입해야 하므로 공격기도가 노출되고 즉응성이 떨어진다는 이유로 '전문 ICBM'에서는 선호되지 않는 것 정도. 이런 이유로 ICBM에서는 질산이나 NO2/N2O4, 불산 같은 상온에서 액체상태이고 저장가능한 산화제를 사용하는 경우가 많다. 아니면 아예 고체 추진제를 쓰던가.
오늘도 긴글 읽어주셔서 감사합니다.
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