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눈 깜짝할 순간도 없는 레이저 무기

레이저 무기, 미래전장 핵심무기
 
한민구 국방부 장관은 제49차 한미 안보협의회의(SCM) 참석차 방미한 가운데 지난 19일(현지시간 기준) 레일건을 비롯한 첨단무기체계를 개발하는 미 해군수상전센터(NSWC)에 방문했다. 센터는 2021년 까지 근접방어무기(CIWS)로 쓸 수 있는 레이저무기를 완성하는 것을 목표로 개발하고 있다. 레이저무기는 해군 뿐 아니라 공군무기에서도 활용 될 것으로 예상된다.(6세대 전투기 특징과 개발 동향(상), (하) 참조) 즉, 레이저 무기는 미래전장의 핵심무기이며 동시에 이미 매우 가깝게 다가오고 있다.
 
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한민구 국방부 장관이 19일(현지시간) 미 해군 수상전센터에 방문에 레일건 개발에 대해 이야기하고 있다. 수상전센터는 다양한 미래 무기를 개발하고 있다. [사진 국방부 제공]

레이저, 전자파, EMP 등
다양한 에너지 무기

 
레이저무기는 에너지를 활용한 특수무기체계에 속한다. 국방기술품질원에서 발간한 ‘국방과학기술조사서’는 에너지 형태에 따라 ‘고에너지무기’, ‘전자력추진무기’, ‘기타 비살상무기’로 분류했다. 레이저무기등 고에너지무기는 기존의 무기체계와 달리 별도의 화약과 탄환을 필요로 하지 않는다. 대신 ‘광파’, ‘전자기파’, ‘입자 빔’ 등의 에너지로 목표 대상을 타격한다. 에너지를 활용한 무기는 레이저무기, 고출력 전자파(HPM)무기, 전자기펄스(EMP) 등 다양하다.
레이저무기의 과학적 원리는 생각보다 간단하다. 액체 또는 고체로 만들어진 ‘이득매질(Gain Medium)’을 반사경과 렌즈를 활용하는 ‘광학기술’로 제어하고 전송(발사)한다. 이득매질은 글루건에 들어가는 글루를 생각하면 이해하기 쉽다. 레이저무기는 기존 무기체계 보다 먼 거리의 대상을 정밀하게 공격할 수 있고 뿐만 아니라 공격을 지속하는 시간과 파괴 수준을 통제할 수 있으며 연속적으로 발사할 수도 있다.
 
 
레이저 무기는 ‘빛의 속도’
발사 비용은 ‘천원’ 뿐

 
이런 장점 때문에 레이저는 방어용 무기 및 정밀 타격용 무기에 활용하기에 적합하다. 고출력 레이저로 탄도 미사일을 발사하기 전에 파괴하거나 날아오는 물체를 파괴할 수도 있다. 저출력 레이저로 핵심 광학 및 전자장치를 파괴할 수도 있다. 현재는 미사일시스템으로 방어하는데 이 때문에 요격미사일이 날아가는 시간만큼 방어할 시간이 줄어든다. 그러나 레이저는 ‘빛의 속도’ (약 30만 km/s)로 날아가기 때문에 방어할 시간적 여유가 그만큼 늘어난다.
레이저무기는 특히 비용적 측면을 볼 때 비대칭 위협에 대응하는 방어체계에 합리적이다. 북한군이 미사일을 발사할 경우 한국군은 요격미사일로 대응할 계획인데 미사일 1발당 가격을 보면 사드는 110억원, 패트리어트는 30억원 수준이다. 북한 미사일에 탑재되는 핵무기를 비롯한 대량살상무기 위협을 생각하면 합리적인 대응이지만 장사정포 위협은 다를 수 있다. 장사정포의 위협은 미사일 위협보다는 예상되는 피해가 작다. 예를 들어 포탄을 막기 위해 개발되어 실전 배치된 이스라엘에서 만든 아이언돔 체계로 북한의 장사정포를 막는다고 가정해 보면 비용대비 효과를 확인할 수 있다. 아이언돔에서 발사하는 타미르 미사일은 1발당 6000만원 정도하기 때문에 적게는 100만원 많아도 1000만원 수준인 북한의 포탄을 막는다면 비용적인 측면에서 완전히 손해본다. 그러나 레이저포로 막는다면 효과적이다. 레이저무기는 출력에 따라 다르지만 한번 발사할 때 천원~만원 수준이면 충분하기 때문이다.
 
개발완성은 2020년 예상
방어기술은 이미 확보

 
2015년 국방부 업부보고에서도 레이저와 전자기파 등의 신무기 개발 계획이 포함되기도 했다. 또한 국방과학연구소 주관으로 관련 기술을 이미 1990년대부터 개발하고 있는 것으로 알려졌으나 구체적인 내용은 보안상 공개되지 않고 있다. 다만 관계자에 따르면 2020년을 목표로 개발을 진행했으나 완료 시점은 다소 지연될 전망이라고 말한다. 최소수준의 성능이 보장되는 레이저무기는 2020년을 지나서 완성될 것으로 예상된다. 미 해군도 한국처럼 레이저 무기를 2020년을 목표로 개발하고 있고 개발업체의 보고서를 보더라도 개발 수준을 2020년 경으로 예상하고 있음을 알 수 있다. 노스롭 그루먼사가 2005년 공개한 ‘레이저 무기 활용의 작전적 함의’ 보고서에서는 2024년에 제2의 한국전쟁이 발생할 것을 가정하고 레이저 무기의 다양한 활용을 묘사하기도 했다.
한국과 미국의 레이저무기는 수백미터 거리에서 낮은 수준의 장갑을 관통하는 것으로 알려졌다. 따라서 현재 한국의 레이저무기는 아직 개발해야 할 기술이 더 많이 남아있다. 그러나 제한된 공격으로 적의 무기를 무력화 시킬 수 있는 기술은 개발했다고 국방과학 기술에 정통한 대학의 관계자가 말했다. 예를 들면 레이저무기로 무인비행체 감시센서 또는 핵심장치를 파괴해 비행이 불가능하게 할 수 있고 유도미사일 센서를 파괴해 원하는 목표지점을 공격하지 못하게 한다. 즉, 공격무기가 표적을 볼 수 있어야 정확한 공격이 가능한데 ‘눈’이 파괴되어 원하는 곳으로 날아갈 수 없다. 여전히 교전거리, 교전속도 등 보완해야할 부분은 남아있다.
 
초고속 발사 무기 ‘레일건’
전자기파로 무력화 ‘EMP’

 
‘6세대전투기’ 또는 ‘줌왈트’와 같은 최첨단 구축함에는 레이저무기 뿐 아니라 에너지 무기도 탑재 될 예정이다. ‘전자력 추진무기’와 ‘전자펄스 무기’가 여기에 해당한다. 전자력 추진무기는 포항시에 위치한 ‘포항가속기’에서 빛의 입자를 가속해서 발사하는 것과 같은 원리를 이용한다. 무기로 개발하면 전자기력을 이용해 무거운 탄체를 초고속으로 발사하고 먼 거리에 위치한 표적을 신속하게 파괴할 수 있다. 전자기장에 의해 발사된 탄체의 속도가 빠를수록 파괴력인 충격량(½*질량*속도²)은 커진다. 전자기장의 원리를 활용해 발사하기 때문에 화약포의 발사속도와 한계거리를 극복할 수 있다. 재래식 포탄은 화약을 폭발시켜 탄체를 발사하지만 전자기포는 이러한 화약을 필요로 하지 않기 때문에 운용 중 발생하는 화약 폭발의 위험이나 군수지원 부담이 거의 없다. ‘레일건’과 ‘코일건’ 그리고 ‘비행체 사출체계’ 등으로 개발되고 있다. 다만 발사하는데 에너지가 많이 필요하다. 전자기펄스(EMP) 무기는 강력한 전자기파로 적 주요시설이나 무기체계의 전자장치를 파괴하거나 오동작을 유발한다. 예를 들면 핵무기가 폭발할 경우 핵전자기파(NEMP)가 발생해 광범위한 영역에 피해를 준다. 핵무기 폭발의 부수적인 효과이기도 하며 또는 이러한 효과를 의도해 소규모의 핵무기를 상공에서 폭발시킬 수 도 있다. 이런 전가펄스 무기는 적에게 EMP 방호를 위한 상당한 비용과 노력을 가중한다. 또한 EMP는 비살상무기이기 때문에 군사, 정치, 사회적 악영향 최소화하면서도 적을 무력화시킬 수 있다는 장점도 있다.
 
박용한 통일문화연구소 연구위원 park.yonghan@joongang.co.kr
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1988년 중앙일보 입사 이래 북한 문제와 양자 외교 관계를 비롯한 외교안보 현안을 오래 다뤘다. 편집국 외교안보부장ㆍ국제부장과 논설위원ㆍ도쿄총국장을 거쳤고 하버드대 국제문제연구소(WCFIA) 펠로우를 지냈다. 부소장 겸 논설위원으로 외교안보 이슈를 추적하고 있다.

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‘북한의 급변사태와 안정화 전략’을 주제로 북한학 박사를 받았다. 국방연구원 안보전략연구센터ㆍ군사기획연구센터와 고려대학교 아세아문제연구소 북한연구센터에서 군사ㆍ안보ㆍ북한을 연구했다. 2016년부터는 중앙일보에서 군사ㆍ안보 분야 취재를 한다.