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Q&A

“재래식 ‘KN-02’에도 南무방비”

‘과학’으로 분석한 핵 공격 ‘창과 방패’

  • 송홍근 기자 | carrot@donga.com

“재래식 ‘KN-02’에도 南무방비”

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  • ● 추진제 컷오프한 ‘노동’에 핵 실을 듯
  • ● 사드 요격능력 제한적… “그래도 있어야”
  • ● 사거리 160㎞ 최단거리미사일 별도 방어체계 필요
  • ● 美 본토 공격용 ‘KN-08’ 개발 중
김정은이 핵탄두 앞에 섰다. 비밀병기를 만방에 공개했다. 초유의 일이다. 3월 9일 김정은이 핵탄두처럼 생긴 물체를 손으로 더듬는 사진이 ‘노동신문’에 실렸다. 평양은 “핵탄두 경량화·소형화에 성공했다”고도 주장했다. 사실이라면 우리의 안보 및 대북 전략 패러다임을 송두리째 뒤흔드는 일대사건이다.

한미 연합군사훈련을 시작한 3월 7일 북한은 국방위원회 성명을 통해 ‘핵 타격’으로 대응하겠다고 위협했다. 이 같은 협박과 핵탄두 공개는 한국 여론도 염두에 둔 것일 소지가 크다. 김정은은 집무실에 놓인 애플 아이맥(iMac)을 통해 핵탄두 공개 후 한국 분위기를 엿보면서 어떤 생각을 했을까. 

그런데 ‘김정은’은 ‘알파고’에 지고 말았다. 양욱 한국국방안보포럼 연구위원은 출연하기로 한 방송대담이 알파고 관련 프로그램으로 인해 취소되자 “안보, 의문의 1패”라며 쓴웃음을 지었다. ‘과학’이 ‘정치 선동’을 이긴 꼴이다. 반대로 “과학자가 정치인을 못 이긴다”는 말도 있다. 과학은 어렵고, 선동은 간명하지 않은가. 

장영근(59) 항공대 항공우주기계공학부 교수는 과학자(로켓 전문가)다.  미국 버지니아텍과 테네시 대에서 각각 석·박사(항공우주공학)학위를 받았다. 한국항공우주연구원(KARI)에서 로켓과 위성을 연구했다. 국방부와 방위사업청 정책자문위원이다.  
   
장 교수는 2월 17일 발간된 ‘신동아’ 3월호를 통해 ‘사드의 군사적 효용 시뮬레이션 결과’를 공개했다. 사드(THAAD, 고고도미사일방어체계)의 실효성을 국내 최초로 연구한 사례다. 이번 호에선 장 교수와 북한 핵 공격에 대한 과학적 견해를 Q & A 형태로 싣는다. 물론 ‘과학의 눈’으로만 본 안보 상황은 ‘정치의 눈’으로 본 것과 다를 수 있다. Q는 기자의 질문, A는 장 교수의 답변, ※는 부연설명이다. 장 교수는 “과학적으로 잘못된 사실을 근거로 여론을 호도하는 예가 많다”고 지적했다.





“고각도 발사는 바보짓”

Q 올해 한미 연합군사훈련에는, 북한의 공격 징후가 포착되면 북한 수뇌부와 핵·미사일 등 주요 시설을 선제적으로 타격해 도발 능력과 의지를 원천 차단하는 ‘작전계획 5015’가 적용된 것으로 알려졌다. 이에 북한은 “선제 타격하겠다” “주한미군 기지를 묵사발로 만들겠다”고 대응했다. 사드가 한반도에 배치되면 북한 핵 공격을 막는 데 얼마나 도움이 되나.   

A 사드의 군사적 효용을 시뮬레이션 해본 결과, 사드를 대구(경북 칠곡)에 배치하면 북한이 영저리에서 노동미사일로 서울을 향해 핵 공격할 때 이를 방어하지 못한다. 대구에 배치할 경우 평택 주한미군 기지로 향하는 미사일은 막을 수 있다. 원주나 평택에 사드를 배치하면 수도권을 향한 공격을 막는 게 가능하다. 여기서 ‘막을 수 있다’ ‘막는 게 가능하다’는 것은 ‘막는다’는 게 아니라 ‘요격이 제한적으로 가능하다’는 뜻이다. 사드의 운용 고도는 40~150㎞로 알려졌는데 한반도는 종심거리가 짧아 요격 가능 고도가 제한적이다. 내가 수행한 시뮬레이션은 각종 변수를 긍정적으로 가정한 것이다. 그런데도 요격 능력은 제한적이었다.

지난해 미군 사정에 밝은 한 예비역 장성은 사석에서 “미국이 사드의 대구 배치를 가장 선호한다”고 말했다. 미국이 생각하는 사드 배치의 목적과 한국이 생각하는 그것이 다를 수 있다. 3월 4일 장 교수는 “국방부가 사드의 군사적 효용성부터 검토하면 좋겠다”고 말했다. 사드의 장점을 홈페이지에 올리며 적극적으로 홍보하던 국방부는 3월 8일 “사드의 효용성에 대해 검토하겠다”면서 한발 물러섰다. 미국과 중국이 ‘사드 배치’와 ‘대북 제재’를 두고 뭔가를 거래한 듯한 행태를 보인 뒤의 일이다. 한 예비역 장성은 “사드가 미·중의 바둑돌이 된 듯하다”며 씁쓸해했다.  

Q 사드는 무용지물이라는 식으로 주장하는 배치 반대론자가 있다. 사드의 요격 가능 고도에 들어오는 중거리 미사일 ‘노동’의 사거리가 1300~1500㎞에 달하는데 어떻게 한국으로 쏘느냐는 것이다. 반면 국방부는 “발사 각도를 높여서 사거리를 절반으로 줄여 쏠 수 있다”고 설명한다.

A 아주 높이 쏴서 코앞에 떨어뜨린다? 고각도로 발사한다는 것은 이론적으로 사거리를 줄이기 위해 높은 각도로 쏜다는 개념이다. 고각도 발사라는 건 하지 않는다. 그건 바보짓이다. 그렇게 운영하지 않는다. 지구에 재돌입할 때 자세 제어가 어렵다. 정확한 타격에도 문제가 있다. 요격당하기도 쉽다. ‘노동’은 다른 미사일보다 비싼 무기인데, 바보가 아닌 다음에야 왜 그렇게 쏘겠나. 1300~1500㎞는 최장사거리를 가리키는 것일 뿐 최단사거리라는 개념도 있다. 추진제(연료+산화제)를 ‘컷오프’ 하면 사거리를 줄여 한국을 공격할 수 있다. 신동아 3월호에 실린 효용성 분석이 그 같은 상황을 가정한 것이다. 

북한이 2014년 3월 26일 노동미사일의 발사 각도를 높이고 사거리를 650㎞로 줄여 발사했다는 관측에 대해 장 교수는 “그렇게 발사했다면 추진체 컷오프를 통해 사거리를 줄여 발사한 것”이라고 봤다. “예컨대 한국이 사거리 800㎞ 미사일을 시험 발사한다고 하자. 중국, 일본 쪽으로 발사하기 어려울 경우 높은 각도로 발사해 엔진만 실험해볼 수 있다”고 부연했다.

Q 사거리 500㎞의 스커드미사일이나 이동식 발사대에서 쏘는 최단거리 미사일 KN-02에 핵탄두를 실어 수도권을 공격하면 사드로 막을 수 있나.

A 스커드는 과학적으로 시뮬레이션해보지 않았으나 기술적으로는 요격이 어려워 보인다. 사거리가 짧으면 올라가는 고도가 낮다. 스커드의 배치 지역과 사거리를 고려할 때 서울을 스커드로 핵 공격할 소지는 작다. 계룡대 이남 지역이 타깃이며, 원자력발전소 등이 목표일 것이다. KN-02는 최장사거리가 160㎞가량으로 알려졌다. 평택 미군기지를 제1 타격 목표로 삼은 것으로 관측된다. 휴전선 인근 북한 지역 세 곳에서 평택을 공격하는 상황을 시뮬레이션 해봤다. 한 지점에서는 최고고도가 54㎞, 다른 두 지점에서는 최고고도가 40㎞를 약간 웃돌았다. 사드 요격 미사일이 KN-02를 탐지해 발사하는 데 203초가 소요된다. 203초 이후의 KN-02 비행고도는 30㎞ 이하로 떨어진다. 요격이 불가능한 것이다. 수도권을 공격해도 마찬가지다. 최단거리 미사일에 대한 별도의 방어체계가 요구된다. 다만 북한의 핵탄두 등의 소형화 능력과 사거리를 고려할 때 현재는 KN-02보다 ‘노동’으로 한국을 위협하려는 것으로 보인다.”

잠수함발사 탄도미사일(SLBM)에 대한 우려도 있으나 장 교수는 “바다로 은밀히 들어와 SLBM을 한반도에 쏘는 것은 논리적으로 말이 안 된다. 일반적인 SLBM의 사거리가 2500㎞가 넘는다. 북한이 러시아 기술을 토대로 개발하는 것으로 보이는 SLBM의 사거리는 3000㎞로 알려졌다. 최소한 오키나와까지는 잠수함이 내려가야 한반도에 쏠 수 있다”고 했다. 북한이 개발 중인 SLBM은 훗날 핵 추진 잠수함을 확보했을 때 미국 본토 공격을 염두에 둔 것이지 한국에 대한 직접 공격과는 무관해 보인다.



Q 요격 능력이 제한적일지라도 더 많은 방어는 더 좋은 것 아닌가.

A 맞다. 한반도 상황에서 사드가 비용 대비 효용은 낮지만, 미국 비용으로 주한미군 기지에 사드를 배치하는 것을 마다할 이유가 없다.

사드의 요격 가능 고도는 40~150㎞다. 한반도는 종심이 짧아 평균 40~80㎞로 요격 가능 고도가 줄어든다. 장 교수는 “중국을 차치하고 북한 미사일만 고려하면 우리 비용으로 사드를 들여오는 것은 효용성이 낮다. 사드는 우리에게 필요한 성능을 넘어선다”고 말했다.

Q 북한의 장거리 미사일 능력을 어떻게 분석하나.

A 북한은 2012년 4월 장거리 로켓 은하 3호 발사에 실패했다. 같은 해 12월 또 한 번 은하 3호를 발사해 성공했다. 올해 2월 7일 쏘아올린 장거리 로켓 광명성호는 은하 3호와 거의 똑같은 것이다. 사거리가 1만㎞다, 1만3000㎞다 하지만 그 수준에는 크게 미달한 것으로 보인다. 장거리 로켓을 ICBM(대륙간탄도미사일)으로 전환했을 때 사거리를 분석 중이다. 사거리는 핵탄두 및 상단 로켓 수준에 따라 달라진다. 미국 수준으로 경량화했다면 1만㎞ 넘게 날아갈 수 있다. 북한의 현재 경량화 수준에서는 사거리가 6000㎞ 수준일 것으로 예상된다. ICBM으로 고정식 발사대를 사용한다는 것은 은밀성, 신속성이 보장되지 못해 한계가 있다. 그래서 북한이 이동식 ICBM인 KN-08의 개발에 목매는 것이다. ICBM으로 전환하려면 재돌입 기술, 정밀자세제어기술 등 북한이 풀어야 할 난제가 많다. 요컨데 미국에는 KN-08로, 한국에는 추진제를 컷오프한 노동으로 공격하려는 것이다.

이 설명대로라면 북한의 ICBM은 현재로서는 미국에 직접적 위협은 되지 않는다. “미국은 한국을 타격할 수 있는 스커드나 노동에는 관심이 없다. ICBM에만 주목할 뿐”이라고 장 교수는 부연했다. 북한과 미국이 지난해 가을 비밀리에 평화협정과 관련해 논의했다는 보도가 최근 나와 한국 정부를 놀라게 했다. 북한의 일관된 전략 목표는 기왕의 핵을 유지한 상태에서 미국과 평화협정을 맺는 것이다.



“사실상 MD 편입되는 것”

Q 미국은 왜 한반도에 사드를 배치하려 했을까.

A 미사일 방어(MD) 그물망으로 중국을 포위하려는 듯하다. 일본, 필리핀, 베트남, 미얀마까지 빙 둘러서. 한국은 미국의 MD에 들어가지 않았다. 사드가 배치되면 한국이 사실상 미국의 MD에 편입되는 것이다. 중국에 ‘정보 공유’라는 식으로 말할 수 있으나 MD에 들어가는 것이다. 

중국은 동아시아에서 미국에 맞서 AAAD(Anti-Acess Area-Denial), 즉 반(反)접근, 지역거부 전략을 구사한다. 미국은 말라카 및 대만해협 제해권을 장악하고 있다. 중국이 설정한 제1 해상방어선(쿠릴열도·일본·말라카 해협에 이르는 제1 도련선) 내의 미군기지는 중국의 반(反)접근, 지역거부 전략의 장애물이다. 평택 미군기지는 베이징을 겨누는 비수(匕首)인 것이다. 중국이 한반도에 사드가 배치되는 것을 막으려고 한 것은 반(反)접근, 지역거부 전략이 현실에서 나타난 사례라고 하겠다.  

Q 한국이 MD에 사실상 편입되는 게 중국에 실체적 위협이 될까.

A 중국이 미국 본토나 한국을 포함한 곳의 주한미군 기지를 훗날 공격할 의사가 전혀 없다면 사드 배치는 중국에  아무런 해가 되지 않는다. MD는 계층 간 방어로 구성돼 있다. 150~500㎞ 고도에서는 SM-3, 40~150㎞ 고도에서는 사드, 20~40㎞ 고도에서는 PAC-3로 적의 미사일을 잡는 것이다. 중국에서 미국을 향해 ICBM을 쐈다고 가정해보자. 한국에 배치한 탐지거리 2000㎞의 AN/TPY-2(엑스밴드) 레이더가 전방배치 모드로 중국이 발사한 미사일을 탐지·식별·추적하는 게 쉬워진다. 전방배치 모드의 레이더가 알래스카 등에 배치된 사드 기지에 정보를 전해주면 그쪽에서 종말 단계에 요격하는 개념이다. 

1990년대 미국은 본토를 방어하는 NMD(국가미사일방어), 동맹국 등을 방어하는 TMD(전역미사일방어) 계획을 짰는데, 조지 W 부시 행정부 때 MD로 통합됐다. 김대중 정부는 “주변국을 자극하고 북한 미사일에 대응하는 데 효율적이지 않다”면서 불참 의사를 표했고, 노무현 정부는 MD에 들어가는 대신 한국형미사일방어체계(KAMD) 구축에 나서기로 했다. 박근혜 대통령은 지난해 5월 12일 “북한의 미사일 위협에 대비해 우리가 구축하고 있는 킬체인과 KAMD를 보완하면 충분히 대응이 가능할 것이므로 대응책 마련에 최선을 다해달라”고 말했다. 적어도 이 시기까지는 박 대통령이 ‘KAMD로 충분히 대응이 가능할 것’으로 본 것이다.  



 엑스밴드 레이더의 진실  


Q 사드의 눈인 AN/TPY-2(엑스밴드) 레이더를 전방배치 모드가 아닌 종말 모드로 해놓으면 중국의 우려가 해소되는 것 아닌가.

A 엑스밴드 레이더가 중국의 미사일 기지나 베이징의 군사시설을 들여다본다는 식의 보도는 다 엉터리다. 지구가 둥글기에 레이더는 비행기나 미사일 등 공중에 떠오른 물체만 포착할 수 있다. 레이더를 종말 모드로만 쓴다? 그건 앞뒤가 안 맞는 얘기다. 종말 모드로는 북한 미사일을 잡는 게 불가능하다. 종말 모드란 발사된 미사일이 정점을 찍고 내려올 때 탐지·식별·추적하는 것이다. 종말 모드로 해놓으면 요격 시점에 미사일이 다 내려와 있다.
방법이 있긴 하다. 우리 해군이 보유한 이지스함의 레이더가 AN/TPY-2만은 못해도 성능이 꽤 뛰어나다. 이지스함의 레이더가 전방배치 모드로 포착해 사드 쪽에 알려주는 것이다. 이 경우도 MD에 편입되는 게 된다. 미국이 운용하는 사드에 한국의 정보가 일일이 가는 것 아닌가. 한국 정부가 종말 모드 방식으로 하면 중국의 우려가 해소된다는 식으로 말했는데, 베이징에서 우리를 어떻게 봤겠나. 한국 정부만 이상하게 됐다.”

사드배치 문제는 이렇듯 언젠가 불붙을 수도 있는 동아시아에서의 미·중 간 패권 경쟁의 전초전 격이다. 중국은 한미동맹, 미일동맹으로 이뤄진 한·미·일 연계에서 가장 약한 고리인 한국을 끌어당기려 노력했다. 박근혜 대통령이 지난해 9월 3일 중국의 항일전쟁 승리 70주년 기념 열병식에 참석했을 때 미국에서 우려의 목소리가 나온 까닭이다.

Q 2023~2024년까지 구축이 목표인 킬체인(Kill Chain)은 북한 미사일 대응에 충분한 것인가.

A 킬체인에 대한 연구를 상당히 많이 해왔다. 명확한 핵미사일 발사 징후가 포착되면 그에 앞서 북한을 선제타격하는 게 킬체인이다. 그런데 킬체인으로 첫 발을 막는 게 현실적으로는 매우 어렵다. 정치·외교적으로도 고려할 사안이 많다. 국방부에 ‘킬체인은 핵미사일만이 대상이냐, 재래식 무기도 대상이냐’고 문의한 적이 있다. 운영 개념도 한동안 명확하지 않은 상황이었다. 재래식 탄두를 탑재한 미사일은 선제 타격을 결심하기가 더 어렵다. 가령 군사훈련을 하는 것인데 오인해 타격하면 우리가 전쟁을 일으킨 게 된다. 명확한 핵미사일 발사 징후에 대한 탐지·식별이 어렵다는 게 킬체인의 문제다.

킬체인을 이용해 선제 타격을 하지 못하면 미사일을 요격해야 한다. 2023~2024년을 목표로 KAMD가 추진된다.  



“미국 실력도 입증 안 돼”

Q KAMD에 대한 불신도 있는 것으로 보인다. 한국은 L-SAM 등을 개발 중이다. 우리 능력을 믿을 만한가. 
 
A KAMD에 대한 첫 구상은 사실 오산 미군기지에서 나온 것으로 안다. 한국은 현재 PAC-2(구형 패트리엇)를 갖고 있다. PAC-2는 원래 비행기를 잡는 지대공 미사일이다. 미사일 요격용으로 개량했지만 요격 능력이 굉장히 제한적이어서 PAC-3를 구매할 계획이다. 중요한 것은, 북한이 핵 타격을 위협하는 현재 상황에서 KAMD가 존재하지 않는다는 것이다.

L-SAM의 원래 명칭은 장거리 지대공 미사일로 본래 목적은 전투기 등을 격추시키는 것이다. L-SAM을 미사일 잡는 무기로 개발하겠다는 것인데, 고도 범위는 40~60㎞로 얘기되는 것으로 안다. ‘노동’ 미사일을 잡는 데 알맞은 고도다. 고도 40㎞ 아래는 PAC-3를 들여오기로 했으니 그것으로 대처해야 한다. 2023년까지  L-SAM 등을 개발해 배치하는 게 가장 좋다.

그런데 무기체계 개발이 마음먹은 대로 되는 게 아니다. 레이더 성능 같은 게 제대로 나와야 한다. 3~4년 뒤면 기술 개발이 이뤄질지, 배치가 언제 가능할지 답이 나올 것이다. 덧붙이고 싶은 말은, 미사일로 미사일을 요격하는 것은 매우 어려운 일이라는 점이다. 미국의 실력도 완전히 입증된 것은 아니다. 

“KAMD를 구축하지 않은 상황에서 주한미군 기지에 사드가 배치되면 북한 처지에서는 꺼려지는 게 적지 않다. 핵미사일을 딱 한 발 쏴서 기선을 제압하려는 것인데 요격되면 수포로 돌아간다. ‘그러니 사드’라도 있어야 한다”고 장 교수는 부연했다. 사드 배치 문제는 미·중이 두는 더 큰 바둑판으로 옮겨간 듯한 분위기다. 한국은 지난해 무기 수입액이 78억 달러로 세계 1위다. 그런데도 북한이 KN-02에 핵미사일을 탑재해 한국을 공격하는 첫 발을 막을 수단이 사실상 없다는 게 현실이다.




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