北 ICBM 2차 도발 - 美본토 절반 사정권

北ICBM, 24일만에 3000㎞ 늘어… 언제 어디서든 타격 능력

[北核 패러다임 바뀌었다]

軍 "사거리가 급격히 증가한 까닭은 엔진추력이 향상됐다기보다는
탄두를 450㎏으로 줄인 덕분인듯"
전문가들 "실전 배치 앞당겨져… 올해 말이나 내년 가능성 높아"

북한이 28일 밤 발사한 화성 14형 미사일은 북 탄도미사일 중 처음으로 미 본토를 직접 타격할 수 있는 ICBM(대륙간탄도미사일) 발사 능력을 분명하게 보여줬다는 데 군사적인 의미가 있다. 국내외 전문가들은 이번에는 "최대 사거리는 1만㎞ 이상"이라는 데 별 이견이 없다.

북한이 이날 발사한 화성 14형은 지난 4일 첫 발사된 화성-14형과 외형상 차이는 없다. 추력 80톤포스(80t의 무게를 밀어올릴 수 있는 힘)의 주엔진(일명 백두산엔진) 1개와 보조 엔진 4개를 장착한 1단 로켓, 2단 로켓, 탄두(彈頭) 등으로 구성된 2단 미사일이다. 하지만 지난 4일에 비해 크게 향상된 성능을 나타냈다.

지난 4일 화성14형은 최고 고도 2802㎞, 비행거리 933㎞, 비행시간 39분을 기록했다. 반면 28일 화성 14형은 최고 고도 3724㎞, 비행거리 998㎞, 비행시간 47분을 기록했다. 최고 고도는 900여㎞, 비행거리는 60㎞, 비행시간은 8분이 각각 늘어난 것이다.

두 발사 모두 정상적인 발사 각도(30~45도)보다 훨씬 급격한, 수직에 가까운 고각(高角) 발사로 이뤄졌다. 정상적인 비행궤도로 발사될 경우 최대 사거리는 4일 미사일은 7000~8000㎞였던 반면, 28일 미사일은 1만㎞ 이상일 것으로 추정됐다. 최대 3000㎞ 이상 늘어난 것이다.

24일 만에 이렇게 성능이 달라진 데 대해 군 당국과 전문가들은 미사일 엔진의 추력 등이 향상됐다기보다는 탄두중량을 낮추는 등의 방법을 썼을 가능성이 높다고 보고 있다.

똑같은 엔진추력을 갖고 있더라도 탄두 중량이 가벼워지면 미사일은 더 멀리 날아갈 수 있다. 북한도 이번 미사일 발사의 목적이 최대 사거리를 보여주는 데 있었다고 주장했다. 조선중앙통신은 "이번 시험발사는 최대 사거리를 모의하여 최대 고각 발사 체제로 진행하였다"고 보도했다.

장영근 한국항공대 교수는 "시뮬레이션 결과 지난 4일 시험발사에서는 약 900㎏의 모의탄두를 탑재했지만, 이번에는 탄두를 450㎏ 수준으로 줄였을 가능성이 높은 것으로 나타났다"고 말했다.

450㎏이라도 핵탄두를 운반할 수 있는 수준이다. 화성-14형이 두 차례 모두 정상적인 비행에 성공함으로써 엔진 등의 신뢰성이 높아졌다는 것도 이번 발사의 의미로 꼽힌다.

북한은 4일에 이어 이번에도 대기권 재진입 시험에 성공했다고 주장했다. 하지만 군 당국은 여전히 북한의 재진입 시험 성공 여부가 확인되지 않았다는 입장이다.

재진입 시험에 성공하려면 탄두가 마하 24~25(음속의 24~25배)로 낙하하면서 생기는 7000~8000도의 고열을 견뎌내야 한다. 초고속으로 낙하하면서 탄두가 균일하게 깎이도록 하는 '화학적 삭마' 기술도 필요하다. 일부 전문가는 북한이 화학적 삭마 기술은 몰라도 내열(耐熱) 기술은 상당 수준 확보했을 가능성이 있다고 보고 있다.

북한은 28일 발사가 성공했다고 하면서도 실전 배치에 대해선 언급하지 않았다. 실전 배치 이전에 추가 시험 발사가 있을 수 있음을 시사하는 대목이다.

실전 배치 시기는 당초 전문가들이 예상했던 2~3년 내보다 앞당겨진 올해 말이나 내년쯤이 될 가능성이 높다는 분석이다. 일명 백두산 엔진 2~3개를 결합한 새로운 ICBM을 개발할 필요 없이 현재의 1개 엔진 장착ICBM만으로도 미 본토를 타격할 능력을 갖췄기 때문이다.

구소련은 이미 60~70년대에 화성-14형처럼 추력 80t 엔진 1기를 장착한 SS-11 '세고' 2단 로켓 미사일로 1t 핵탄두를 1만1000㎞ 떨어진 미 본토까지 운반할 수 있는 능력을 보여줬었다.

한 전문가는 "북한이 러시아 수준으로 엔진의 효율성을 높이고 미사일 무게를 줄인다면 화성14형에 더 무거운 탄두를 장착해 미 본토를 타격할 수도 있을 것"이라고 말했다.

[조선일보] 2017.07.31

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사거리 1만km, 시카고까지 核타격권… ‘재진입’ 관문만 남아

[北 ICBM 2차 도발/美본토 절반 사정권]

24일만에 사거리 2000km 늘려… 김정은 “美본토 전역 사정권 입증”
7000도 고열 견디는 대기권 재진입… 고각발사로는 기술력 검증 어려워
일각 “마지막 1%만 남았을수도”

북한이 28일 밤 기습 발사한 대륙간탄도미사일(ICBM)급 ‘화성-14형’의 최대 사거리는 1만 km 이상으로 추정된다. 통상 탄도미사일의 비행거리는 최대 비행고도의 3배가량으로 보기 때문이다.

이번에 발사된 화성-14형의 최대 비행고도는 3724.9km로 파악됐다. 4일 1차 도발(최대 비행고도 2802km)보다 900km가량 더 높게 날아갔다.

○ 美 본토 절반이 ‘핵타격권’

이런 추정대로라면 로스앤젤레스와 샌프란시스코 등 미 서부지역은 물론이고 오대호 주변의 시카고까지 사정권에 들어간다. 미 본토의 절반가량이 북한의 핵타격권에 들어가는 셈이다.

북한이 엔진 개량을 통해 사거리를 더 늘려 워싱턴과 뉴욕까지 다다를 날도 머지않았다는 관측이 나온다. “미 본토 전역이 우리의 사정권 안에 있다는 것이 뚜렷이 입증됐다”는 김정은의 주장을 ‘허풍’으로 볼 수 없다는 얘기다.

화성-14형의 1단 추진체에는 3월 18일 연소시험에 성공한 고출력 액체연료 엔진이 장착됐다. 당시 연소시험을 참관한 김정은은 ‘3·18혁명’이라고 부르면서 극찬했다.

화성-14형은 1, 2차 도발 모두 거의 수직에 가까운 고각(高角)으로 발사됐다. 정상 각도(30∼45도)로 쏠 경우 1차 도발의 최대 사거리는 8000km로 추정됐다. 그로부터 20여 일 만의 2차 도발에선 최대 사거리가 2000km 이상 늘어난 점에 군은 주목하고 있다.

북한은 발동기(엔진 추진체)의 개량 가능성을 언급했다. 하지만 짧은 시일에 엔진의 성능을 대폭 향상시키는 것은 현실적으로 힘들다는 견해가 많다. 김승조 전 한국항공우주연구원장은 “1차 발사 때보다 연료를 더 많이 넣어 최대한 멀리 비행하도록 했을 가능성이 높다”고 말했다.

○ 대기권 재진입 기술은 역부족? 방심은 금물

북한이 28일 오후 11시 41분경 자강도 무평리 일대에서 동해상으로 발사한 미사일이 하늘로 솟구쳐 오르고 있다. 북한 조선중앙TV는 대륙간탄도미사일(ICBM)급 ‘화성-14형’의 2차 시험발사에 성공했다고 29일 보도했다. 북한 조선중앙TV 캡처

북한은 1차(4일)에 이어 2차 발사(28일)에서도 화성-14형의 탄두부가 대기권 재진입에 성공했다고 주장했다.

하지만 의문시된다는 지적이 나온다. ICBM의 고각 발사로는 재진입체(RV)의 기술 검증이 힘들기 때문이다.

ICBM을 정상 각도로 쏘면 대기권 재진입 때 하강속도는 음속의 20배가 넘는다. 섭씨 6000∼7000도의 고열과 고압, 충격도 발생한다.

핵물질과 기폭장치를 실은 탄두가 극한의 조건을 극복하고, 지상의 표적까지 안착하는 것이 재진입 기술의 핵심이다.

군 관계자는 “ICBM을 고각으로 쏘면 엔진 추력의 상당 부분이 중력을 이기는 데 소모돼 정상 각도 발사 때보다 하강 속도가 현저히 떨어진다”고 말했다. 대기권 재진입 속도가 낮으면 발생하는 열과 압력도 떨어져 재진입체의 기술 검증이 어렵다는 것이다.

또 정상 각도로 발사된 ICBM의 탄두는 대기권에 비스듬히 재진입하면서 고열과 고압에 표면이 균일하게 깎이도록 일정하게 회전하는 기술이 적용된다.

탄두부의 특정 부위만 극한의 조건에 노출되면 폭발하거나 내구성에 문제가 생길 수 있기 때문이다. 하지만 고각 발사된 ICBM의 탄두는 거의 수직으로 재진입해 이를 확인할 방법이 없다.

이상민 한국국방연구원(KIDA) 연구원은 최근 화성-14형을 분석한 논문에서 “고각 발사 방식으론 재진입과 동일한 조건을 충족할 수 없다”며 북한의 ICBM 재진입 기술 확보 가능성에 의문을 제기했다.

하지만 ‘과소평가’는 금물이라는 지적도 나온다. 20년이 넘도록 핵·미사일 개발에 ‘다걸기(올인)’한 북한의 축적된 기술력을 감안할 때 재진입 기술의 ‘최종 관문’에 이르렀을 개연성을 배제할 수 없기 때문이다.

북한이 핵 소형화를 이미 달성했거나 상당 수준에 근접한 것으로 평가되는 상황에서 ICBM의 재진입 기술 완성도 ‘마지막 1%’를 남겨뒀을 가능성이 있다는 것이다.

잠수함발사탄도미사일(SLBM)의 개발 속도가 한미 군 당국의 예상을 깨고 대폭 단축된 사례가 그 증거다. 군 당국자는 “북한이 1, 2년 안으로 두세 차례의 추가 발사를 통해 화성-14형의 재진입 기술을 완성하고, 양산 및 실전 배치를 선언하는 시나리오에 대비해야 한다”고 말했다.

[동아닷컴] 2017.07.31