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[정치] 10문10답 뉴스 깊이보기 게재 일자 : 2017년 02월 17일(金)
北 ICBM 최대사거리 1만2000㎞… 美 본토 타격권
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▲  김정은 북한 노동당 위원장이 지난 12일 ‘북극성-2’ 신형 중거리탄도미사일(IRBM) 발사장면을 망원경으로 보고 있다. 맨 왼쪽 사진은 북한이 지난 2012년 12월 12일 평안북도 철산군 동창리 기지에서 발사한 장거리 로켓 은하 3호. 군 당국은 은하 3호를 사실상 대륙간탄도미사일(ICBM)이라고 판단하고 있다. 연합뉴스

KN-08
“핵탄두 탑재 가능”… 고체연료 사용으로 킬체인 무력화


김정은 북한 노동당 위원장이 지난 1월 1일 신년사에서 “대륙간탄도미사일(ICBM) 시험발사 준비사업이 마감단계에 이르렀다”고 주장하자, 도널드 트럼프 미국 대통령은 이튿날 “그럴 일(ICBM 완성)은 일어나지 않을 것”이라고 맞받아쳤다. 이어 북한 외무성 대변인은 8일 “ICBM이 최고 수뇌부가 결심하는 임의의 시각과 장소에서 발사될 것”이라고 발표했다. 결국 북한은 트럼프 대통령 취임 3주 만인 2월 12일 ICBM은 아니지만 고체연료엔진을 이용한 신형 중거리탄도미사일(IRBM) ‘북극성-2’를 기습 발사했다. 사거리가 약 2500㎞로 추정되는 북극성-2는 북한 탄도미사일의 세대교체와 기술적 진화에 성공했다는 평가를 받았다. 북한의 신형 미사일 발사 성공은 미국의 대북정책을 시험대에 올려놓았다. 미국에 위협적인 북한의 ICBM 개발 의도와 방향, 기술 능력 등을 알아본다.

1 ICBM 이란

Intercontinental Ballistic Missile의 약자로, 사거리 5500㎞ 이상의 탄도미사일을 일컫는다. 탄도미사일은 사거리에 따라 명칭이 다르다. 전술 단거리탄도미사일(BSRBM)은 150㎞ 이하, 단거리탄도미사일(SRBM)은 1000㎞ 이하, 준중거리탄도미사일(MRBM)은 3000㎞ 이하, IRBM은 5500㎞ 이하다. 북한은 ICBM인 KN-08과 개량형인 KN-14를 실전배치했다고 주장하지만 성능은 검증되지 않았다. 1998년에 ICBM인 대포동 1호를 시험 발사했고 미국 본토를 위협할 수 있는 장거리 미사일을 개발하기 위해 2006년과 2009년, 2012년 4월과 12월, 2016년 2월에는 사거리 1만2000∼1만3000㎞로 예상되는 대포동 2호를 발사했다. 2012년 이후 ICBM급의 KN-08을 세 차례, KN-14를 한 차례 공개했다.

2 비행 원리

탄도미사일 비행궤적은 상승단계, 중간단계, 종말단계 등 3단계로 구분된다. 상승단계는 탄도미사일이 발사돼 엔진추력이 종료되는 로켓연소 종료(burn-out) 또는 연소차단(cut-off)까지의 비행경로로 ICBM의 경우 180∼300초가 걸린다. 중간단계는 대기권 밖에서 중력의 영향으로 타원형 궤도를 따라 자유비행하게 되며 연소종료 시의 에너지, 속도 및 발사각에 의해 비행 궤적이 결정된다. ICBM의 경우 20분 정도로 3단계 중 가장 많은 시간이 소요된다. 종말단계는 대기권에 진입해 목표지점에 탄착하기까지의 단계로 공기마찰에 의한 탄두부의 충격, 공력에 의한 감속 등의 특징이 있다. ICBM의 경우 약 30초가 걸린다.

3 KN-08과 KN-14

북한이 화성 13호라 부르는 KN-08과 그 개량형인 KN-14는 이동식미사일발사대(TEL)를 이용하는 ICBM으로 개발이 마무리 단계에 들어간 것으로 추정된다. 2012년 4월 15일 김일성 탄생 100주년 열병식에서 선보인 KN-08은 3단 추진체로 1·2단은 액체연료 로켓, 3단은 고체연료 로켓이다. 길이는 20m, 폭은 2m 안팎으로 추정된다. KN-08은 구소련제 잠수함발사탄도미사일(SLBM)과 유사하다. 개량형 KN-14는 구소련제 R-29 SLBM과 외관이 비슷하며, 사거리는 8000∼1만2000㎞로 추정된다. 군사전문가들은 “KN-14는 스테로이드를 맞은 KN-08”로 부르기도 한다. 인위적 근력 강화제인 스테로이드가 각종 부작용을 초래하는 것처럼 KN-14 역시 출력은 높지만 기술적으로 불완전하다는 의미다. KN-14는 길이 17m, 폭 2m 안팎이다. KN-08은 탄두부가 뾰족해 단탄두미사일 특징을 보여주는 데 반해 KN-14는 탄두부가 둥글고 넓어 다탄두미사일로 추정하기도 한다. 발사시험을 하지 않아 종이 미사일로 취급되며 성능은 베일에 가려 있다.


4 ICBM 개발 목적

북한이 ICBM 개발에 목을 매는 이유는 미국 본토에 도달할 수 있는 사거리 1만㎞ 이상의 핵탄두 탑재 미사일을 개발해 미국을 위협하기 위해서다. 남한 공격 시 한미상호방위조약에 따라 전시증원군을 투입하는 미국의 개입을 원천 차단하기 위한 목적이다. 인도의 핵 개발에 맞서 ‘자위용’으로 핵미사일을 개발한 파키스탄이 장거리 ICBM과 SLBM을 개발하지 않은 것과 대비된다. 북한이 ICBM과 SLBM을 개발해 핵무기를 탑재하려는 의도는 핵무기 개발이 ‘자위용’이 아니라 미국의 개입을 차단하고 핵 없는 한국을 위협하고, 핵전면전까지 감수하며 북한 김 씨 왕조의 궁극적 목적인 적화통일을 완성하기 위해서다.

5 구조와 기술 능력

ICBM은 추진시스템, 유도조종장치, 탄두, 재진입체(RV·Re-entry Vehicle) 등으로 구성된다. 특히 추진시스템과 단 분리 및 재진입체가 핵심 기술이다. 군 당국은 북한이 ICBM 다단로켓 및 단 분리 기술을 보유한 것으로 보고 있다. 또한 준중거리 노동미사일 사거리 수준의 대기권 재진입체 기술도 확보한 것으로 파악하고 있다. 그러나 ICBM급 대기권 재진입체 기술은 아직 확보하지 못한 것으로 파악하고 있으며, 기술 확보에도 상당한 시간이 걸릴 것으로 보고 있다. 군 당국은 “사거리 1만㎞급 ICBM의 재진입 속도는 마하 24(음속의 24배)로 공기 저항에 의해 첨두부(미사일 맨 앞부분) 온도가 7000도까지 상승한다”며 “이런 초고온 상태에선 첨두부 소재인 탄소와 열화학반응이 진행돼 재진입체 표면이 급속히 마모되는 삭마현상이 발생한다”고 말했다. 군 당군은 “북한이 지난해 3월 15일 실시한 재진입 환경 모의시험은 ICBM급 재진입체 환경과는 차이가 크므로 ICBM급 재진입체 기술을 자체 기술로 확보했다고 주장하기엔 기술적 한계가 있다”고 평가했다.

6 장사정 능력

북한은 경제적 어려움에도 불구, 1998년 8월 시험 발사한 대포동-1호 기술을 토대로 괌, 오키나와(沖繩), 알래스카, 미 본토 서해안 그리고 미 본토 전역을 겨냥한 다양한 사거리의 ICBM 기술을 개발해왔다. 북한의 장거리 로켓 기술은 다단로켓, 재진입체, 클러스터링의 고정밀 및 고신뢰화, 그리고 정밀 유도기술 등에 관련된 일부 기술적 문제가 해결되고, 기술의 신뢰성이 향상된다면 미 본토까지 사거리를 증대시킬 것으로 예상된다. 북한의 미사일 기지는 전역에 분포돼 있으며 대포동 계열을 제외한 모든 미사일, 특히 KN-08과 KN-14 등 ICBM은 이동식미사일발사대(TEL)에서 발사된다. ICBM을 포함한 장거리미사일을 발사할 수 있는 발사장은 함경북도 화대군 무수단리와 평안북도 철산군 동창리 2곳이다.

▲  북한이 2015년 10월 10일 평양 김일성 광장의 노동당 창건 70주년 기념 열병식에서 공개한 KN-14 대륙간탄도미사일(ICBM). 연합뉴스

7 기술개발 3가지 방향

북한의 ICBM 개발은 액체연료와 고체연료 엔진을 이용해 크게 3가지 방향으로 진행될 것이라는 전망이 많다. 액체연료 엔진을 이용해 ICBM급 사거리 확보에 성공한 은하·광명성의 경우 3단 로켓의 대기권 재진입기술을 향상시키는데 주력할 것으로 보인다. 현재로는 기술적 완성도가 가장 높지만 완전한 ICBM급에 도달하기에는 탄두 중량이 아직 작고, 대기권 재진입기술 및 추력 부족 문제를 보완, 해결해야 하기 때문이다. 2번째는 역시 액체연료 엔진을 쓰는 사거리 3500㎞인 무수단 미사일을 발전시키는 것이다. 지난해 시험 발사에 성공한 30t급 무수단 계열 엔진 4개를 엮어 120t급으로 추력을 높이는 방식이다. 사거리를 늘릴 경우 안정화 확보의 난제가 있고 액체 연료체계의 한계인 추력을 향상시키는 것이 과제다. 마지막으로 지난 12일 발사시험에 성공한 북극성-2와 같이 고체연료 엔진을 이용하는 것이다. 고체연료 엔진은 추력이 강한 장점이 있으나 북극성-2의 1.25m급 로켓 지름으로는 한계가 있어 지름을 2m 이상 크게 해서 3단 로켓을 개발해야 하는데 기술 확보에는 많은 시간이 걸릴 것으로 예상된다.

8 TEL의 진화

군 당국은 북한이 200여 대의 이동식미사일발사대(TEL)를 보유한 것으로 추정하고 있다. 미 국방부 2015년 자료에 따르면 북한은 KN-08 탑재가 가능한 TEL을 최소 6대 보유하고 있다. SLBM용 발사대 1대, 무수단 미사일용 50대, 노동미사일용 50대, 고체로켓인 사거리 120㎞의 KN-02(독사) TEL은 100기 정도로 추정하고 있다. 지난 12일 신형 IRBM을 발사할 당시 기존의 차륜형 대신 탱크 캐터펄트를 활용한 무한궤도형 TEL을 선보였다. 산악·계곡 등 험지를 마음대로 이동, 탐지를 회피할 수 있어 TEL의 진화로 평가된다.

9 고체연료로 세대교체

북한 탄도미사일 기술은 연료 공급에 1시간 30분∼2시간 정도 걸려 노출 위험이 큰 후진국형 액체연료 엔진(1세대) 대신 탐지가 어려운, 선진국형 고체연료 엔진(2세대) 로켓으로 진화하고 있다. 고체 로켓인 단거리 KN-02(독사) 실전 배치에 이어 지난해 8월 24일 고체연료 엔진을 사용한 SLBM인 KN-11(북극성-1) 시험발사 성공, 6개월 만에 KN-11 육상 배치형인 북극성-2 시험발사에 성공했다. 이에 따라 이미 실전 배치된 액체연료 엔진인 스커드·노동·무수단 미사일도 고체연료로 조만간 대체될 것으로 보인다. KN-08, KN-14 등 ICBM 역시 시간이 걸리겠지만 고체연료를 이용한 새 엔진으로 대체될 것으로 예상된다.

10 핵탄두 탑재 능력

북한은 핵폭발 장치 소형화 경량화 기술을 상당 부분 달성했고, 일반적으로 미사일(스커드-B 기준)에 탑재 가능한 탄두 중량은 1t이며 핵탄두를 지름 90㎝ 이하로 제작하는 소형화에 성공하면 핵탄두 탑재 기술을 갖춘 것으로 평가받는다. 북한의 핵탄두 제조 기술은 ICBM뿐 아니라 무수단·노동미사일에 핵탄두 탑재가 가능한 것으로 간주된다. 소형화를 위해서는 고성능 고폭장약 사용, 반사체의 무게·두께 최적화, 중성자 발생장치 및 기폭장치의 정밀화 기술이 필요하다. 군 당국은 북한의 탄도미사일 핵탄두 탑재 능력을 공식 인정하지 않고 있다. 신생 핵 개발 국가는 일반적으로 탄두중량 1.3∼2.2㎏에서 핵 개발을 시작한다. 군 당국은 북한이 5차례 핵실험을 통해 소형화 기술을 상당 수준 확보해 핵무기 실전배치 마지막 단계에 도달한 것으로 보고 있다. 탄두 탑재 가능 중량은 KN-08·무수단 650㎏, 대포동-2호는 650∼1000㎏, 노동미사일은 700㎏, 스커드-B·스커드-C·스커드-ER는 770∼1000㎏으로 추정된다.

정충신 기자 csjung@
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