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소련보다 늦게 출발 그러나 다탄두로 역전승

미국의 미사일

  • 정홍철 / 스페이스스쿨 대표 wrocket@chol.com

소련보다 늦게 출발 그러나 다탄두로 역전승

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토르 IRBM은 1.4Mt의 위력을 가진 수소폭탄 탄두를 달고 영국에서 모스크바를 타격할 수 있었다. 이때의 원형 공산오차(탄두의 절반이 중심에서 빗나가는 정도)는 2km 정도였다. 미국은 1958년부터 토르 IRBM 60기를 영국에 긴급 배치했다. 토로는 미국이 ICBM을 개발해 본격 배치에 나서는 1963년부터 퇴역하게 된다.

미 육군이 레드스톤의 발전형으로 개발한 주피터 IRBM은 사거리가 2400km에 달했다. 주피터는 개발 후 공군으로 넘겨져 1959년부터 45기가 이탈리아와 터키에 배치되었다. 소련은 터키와 이탈리아에 배치한 주피터에 자극받아 1962년 미국의 턱밑인 쿠바에 그들의 핵미사일을 배치하려고 했다.

그에 대해 미국이 강력히 대응함으로써 핵전쟁을 뜻하는 제3차 세계대전이 발발할 것 같은 전운이 감돌았다. 이 쿠바위기는 소련이 쿠바에 대한 핵미사일 배치를 포기하고 미국은 이탈리아와 터키에 배치한 주피터 IRBM을 철수하면서 마무리됐다. 미국이 소련 인근 국가에 배치한 IRBM을 철수할 수 있었던 것은 미국 본토에서 모스크바를 때릴 수 있는 ICBM을 개발해 실전 배치에 들어갔기 때문이다. 쿠바위기가 진행될 때 미국은 미국 최초의 ICBM인 아틀라스를 완성했다.

1세대 ICBM, 아틀라스·타이탄

소련보다 늦게 출발 그러나 다탄두로 역전승

미 ICBM의 원조 아틀라스. 혁신적인 로켓임에도 군사용 미사일로는 부적합해 조기에 퇴역했다.

ICBM은 사거리 5500km 이상의 탄도미사일을 가리킨다. 이 미사일을 개발할 때 가장 큰 문제점은 탄두의 중량이다. 1950년대 초 미국이 최초로 실험한 수소폭탄의 무게는 62t이나 되었다. 이렇게 무거운 폭탄은 탄두로 사용할 수 없기 때문에 1~3t 정도로 줄여야 했다. 미국이 풀어야 할 가장 큰 문제는 수소폭탄의 경량화였다.



1951년의 연구에서, 3t의 탄두를 9260km까지 운반하려면 544t의 추력을 가진 48m 길이의 대형 ICBM을 만들어야 하는데, 이 ICBM 개발에는 10년 이상이 소요된다는 보고가 있었다. 그런데 막상 연구해보자 탄두 중량의 경량화가 예상보다 빠를 것이라는 판단이 들었다. 1953년 미국은 ‘1960년쯤에는 1메가톤의 폭발력을 가진 680kg의 수소폭탄 탄두(열 핵탄두)를 개발할 수 있을 것 같다’고 판단하게 되었다. 그리하여 ‘아틀라스’로 명명한 ICBM 개발 계획이 본격화했다.

1954년 미국은, 아틀라스의 제원을 1.3t의 탄두를 달고 1만190km를 비행하며, 길이는 25m, 추력은 160t으로 잡았다. 사업을 시작할 때에 비하면 요구성능은 절반 정도로 줄었지만, 개발기간까지 줄일 수 있을지는 의문이었다. 아틀라스를 완성하기 위해서는 혁신적인 기술 개발이 선행돼야 했다.

미사일이 대륙 간을 날아가려면 초속 7km란 놀라운 스피드가 필요하다. 이 속도를 내려면 아틀라스에 탑재하는 로켓은 기존 로켓과는 다른 기법으로 제작해야 한다. 우선 가벼워야 한다. 가볍게 만들수록 로켓의 속도는 비약적으로 빨라지기 때문이다. 로켓은 몸체 안에 연료(RP-1이란 고순도 등유)와 산화제(액체산소)를 싣고 발사된다. 발사되는 순간부터 전체 중량의 70~80% 이상을 차지하는 연료와 산화제가 빠르게 소모된다. 이 때문에 로켓은 더욱 빠른 속도를 낸다. 속도가 붙는 것이다.

아틀라스 개발의 책임자인 카렐 보사르트(Karel Bossart)는 로켓에서 가장 큰 비중을 차지하는 추진제(연료와 산화제) 탱크에 주목했다. 항공기 전문가인 그는 보강 구조물이 없는 얇은 스테인리스 스틸만으로도 추진제 탱크의 외피를 충분히 튼튼하게 만들 수 있음을 알았다. 요즘의 맥주캔처럼 내부에 가스를 채우면 가능하다는 것을 입증한 것. 스틸-풍선형으로 불리는 이 방법은 당대 최고의 로켓 전문가인 폰 브라운도 성능을 의심할 정도로 혁신적인 것이었다.

다음으로 로켓을 다단계로 만드는 것에 주목했다. 하나의 로켓으로 빠른 속도를 낼 수 없을 때는 2개 이상의 로켓을 병렬로 연결해 사용하는 것이 좋다. 이를 위해서는 ‘단 분리’와 고고도에서의 2단을 점화하는, 당시로서는 어려운 기술이 요구되었다. 아틀라스는 스틸-풍선형으로 제작한 가벼운 몸체 때문에 3개 엔진 가운데 2개를 비행 중에 분리해 버리는 다이어트를 해도 충분한 속도를 낼 수 있었다.

아틀라스는 병렬로 로켓을 연결하지 않았다. 로켓 3개를 옆으로 묶었다. 지상에서 발사할 때 아틀라스는 3개 로켓엔진을 모두 점화한다. 그리고 비행을 해, 추진제가 상당 부분 소모되면, 2개 로켓엔진을 분리해버린다. 아틀라스는 1개 로켓엔진만 달고 목표물까지 날아가는 것이다. 당시로서는 획기적이었으나 지금 보면 조금은 이상한 ‘1.5단 분리’ 방법을 찾아낸 것이다.

아틀라스의 추진제로는 V-2나 그것을 미국형으로 만든 레드스톤에서 사용한 ‘알코올+액체산소’보다 성능이 좋은 ‘케로신(RP-1)+액체산소’ 조합으로 선택했다. 액체산소는 다루기가 어렵고 장기 보관할 수 없는 단점이 있지만 엄청난 가속력을 낸다는 결정적인 장점이 있었다. 그러나 엔진 개량과 유도장치의 개발이 지지부진해 일정은 계속 연기됐다. 아틀라스 개발에만 목을 맬 수 없는 공군은 대안을 찾아야 했다.

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정홍철 / 스페이스스쿨 대표 wrocket@chol.com

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