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[김민석의 Mr. 밀리터리] 북 무수단 고도 50㎞선 마하 8…네 가지 비밀코드를 풀다

북한이 지난 22일 원산에서 동해로 발사한 무수단 탄도미사일(북한 이름 화성-10)을 둘러싸고 억측이 난무한다. 중거리탄도미사일(IRBM)인 무수단은 정상 발사했을 경우 고도는 600~700㎞이고 정상 사거리는 3000~4000㎞다.

미사일 발사 팩트 체크해보니
사드·SM-3 미사일로 요격 가능
탄두 회수 안 밝혀 ICBM 성공 못 믿어
비행 방향 통제기술은 옛날 방식

반면 올 들어 여섯 번째 발사된 무수단은 고각(高角) 발사를 하는 바람에 고도 1413.6㎞, 사거리 400㎞를 기록했다. 논란도 여기에서 비롯됐다.
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화성-10(무수단 미사일) 시험 발사



주한미군에 배치하려는 고고도미사일방어(THAAD·사드) 체계로 무수단을 요격할 수 있는 것인가, 북한은 대륙간탄도미사일(ICBM)을 개발하기 위한 기술을 확보한 것인가 등등. 엇갈리는 주장이 많으면 여론은 불안해지고 가짜 사실이 진짜를 압도해 버린다. 군과 군사전문가들의 분석을 종합한 ‘6·22 무수단 미사일’의 몇 가지 팩트(fact·사실)를 규명해 본다.
 
① 무수단의 속도
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이번 무수단 미사일은 대기권 밖에서 최고 속도가 마하 17이었지만 정점을 지나면서 추력이 떨어졌다. 특히 대기권이 시작되는 고도 120㎞에선 높은 밀도의 공기 저항 때문에 속도가 급격히 줄었다. 군에선 무수단의 마지막 낙하 부분을 추적하지 못했다고 한다. 그러나 시뮬레이션 방식으로 속도를 계산한 결과 고도 100㎞에선 마하 10∼11, 사드 미사일의 요격 최저고도인 50㎞ 부근에선 마하 8∼9로 추정됐다.

대기권을 통과하는 순간 속도가 급감하는 건 미사일뿐만이 아니다. 2014년 3월 경남 진주에 떨어진 운석은 지상에 닿는 순간 마하 0.2∼0.3이었다. 운석도 대기권 밖에선 마하 20의 속도로 접근하지만 대기권에선 공기 저항 때문에 속도가 크게 줄어든다. 다만 탄도미사일의 탄두는 공기 저항을 최소로 줄이도록 설계돼 그나마 감속 폭이 작다.
 
② 사드로 요격 가능한가
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요격미사일인 사드의 평균 속도는 마하 7.24다. 무수단의 속도가 사드의 요격 범위인 고도 50~140㎞ 구간에서 마하 8∼11인 만큼 요격이 어렵다는 주장이 있을 수 있다. 하지만 2013년 이후 태평양 상공에서 10여 차례 실험을 거친 결과 사드는 정면에서 대응할 경우 마하 14까지도 요격할 수 있다는 게 입증됐다고 한다. 탄도미사일의 궤적을 컴퓨터로 사전에 예측할 수 있기 때문이다.

다만 군 당국은 패트리엇 미사일로는 요격할 수 없다는 결론을 내렸다. 패트리엇 미사일의 속도가 마하 4.1이어서 아무리 정면에서 대응해도 배 이상 빠른 무수단을 요격하는 건 한계가 있기 때문이다. 놀라운 건 미 해군 이지스함에 배치된 SM-3 미사일로는 무수단을 모든 구간에서 요격할 수 있다고 한다. 미국형 미사일방어(MD) 체계의 위력이다. 한국 해군의 이지스함도 소프트웨어 등 시스템을 보완하면 SM-3를 배치할 수 있다. SM-3는 고도 1500㎞까지 요격할 수 있다.
 
③ ICBM 기술 성공했나
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8000㎞ 이상 날아가는 ICBM은 대기권에 진입할 때 마하 20 이상의 빠른 속도를 유지한다. 이런 속도의 미사일 탄두가 공기와 만나면 6000~7000도의 마찰열이 생긴다. 이 과정에서 고열·고압의 공기 마찰로 탄두가 깎여 나가거나 타 버린다. 탄두가 고열에 균일하게 깎이지 않으면 원하는 방향이 아니라 엉뚱한 방향으로 날아갈 수 있다. 전략 목표를 타격할 수도 없다. ICBM의 대기권 진입 기술을 확보하기가 어려운 이유다.

이번 무수단은 대기권 진입 때 마하 20이 아니라 마하 10 정도였다. 탄두에 생긴 마찰 온도도 ICBM의 절반인 3000도 이하로 군은 추정하고 있다. 3000도와 6000~7000도의 조건은 하늘과 땅 차이다. 북한이 무수단의 탄두를 회수했는지도 불확실하다. 탄두가 빠른 속도로 해면과 부딪히면 산산조각 난다는 게 정설이다. 탄두를 회수해야 실험 결과를 분석할 수 있는데 북한은 회수했는지 공개하지 않고 있다. 결국 북한은 ICBM의 대기권 진입 실험이 성공했다고 주장하지만 실제론 큰 의미가 없는 주장이다.
 
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④ 왜 절반의 성공이라 부르나
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북한은 그동안 무수단의 비행을 통제하기 위해 편향추력(thrust vectoring) 방식을 적용하려고 노력해 왔다. 군사 선진국에서 주로 사용하는 편향추력 방식은 미사일 꽁무니나 동체 옆에 가스분출기를 장치해 비행 방향을 조절하는 방법이다. 그러나 이 방식은 미사일을 쏘아올리는 추력과 균형을 맞추지 못하면 마구 흔들려 공중에서 폭발을 일으킨다. 여러 차례 북한의 시험 발사가 실패한 것도 그 때문으로 추정된다. 이번에 북한은 그동안의 편향추력 방식이 실패하자 무수단 미사일의 아래쪽에 작은 날개를 달아 균형을 잡았다고 한다.

김민석 군사안보전문기자 kimseok@joongang.co.kr
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