美과학자들, 트럼프의 ‘244조짜리 골든돔’에 “환상 불과”…이유는?

도널드 트럼프 미국 대통령이 우주 공간 및 기술을 활용해 자국 본토를 지키는 1750억 달러(약 244조원)짜리 미사일방어망 ‘골든돔’을 자신의 임기 중에 실전 배치하겠다고 밝혔으나 전문가들은 이를 허튼소리(bullshit)라고 생각한다고 미국 기술 매체 ‘404 미디어’가 20일(현지시간) 보도했다.

트럼프 대통령의 골든돔 계획은 지난 1월 취임 며칠 뒤부터 나오기 시작했다. 그는 이날 기자회견에서 “우리는 레이건 전 대통령이 40년 전에 시작한 과업, 미국 본토에 대한 미사일 위협을 영원히 종식시키는 일을 진정으로 완수하겠다”고 밝혔다.

미국 물리학회(APS) 공공정책위원회(POPA) 소속 과학자들은 이런 미사일 방어망이 얼마나 잘 작동할지를 분석한 연구 보고서를 지난 3월 발표한 바 있다. ‘전략 탄도미사일 방어, 미국을 방어하는 데 대한 과제’라는 제목의 이 보고서는 트럼프 대통령의 골든돔 계획이 구체적으로 어떻든 간 환상에 불과하다는 점을 분명히 보여준다고 404 미디어는 짚었다.

이 보고서는 일리노이대 어바나 샴페인 캠퍼스의 천체물리학 전문가인 프레더릭 K 램, 로스앨러모스 국립연구소의 연구원인 윌리엄 프리도르스키, 로렌스 리버모어 국립연구소의 프로그램 책임자인 신시아 니타 등 과학자 10명으로 구성된 연구팀이 작성했다.

404 미디어는 이 과학자들에게 왜 핵미사일을 공중에서 요격하는 것이 어려운지, 왜 인공위성을 이용해 적의 미사일을 요격하는 구상이 사라지지 않는지에 대한 질문 등을 했다고 밝혔다. 다음은 이 중 과학자 8명이 공동으로 작성한 답변이다.

연구 시작할 때 답을 찾기 위해 시작한 질문은?최근 몇 년간 미국의 장거리 탄도미사일 방어체계 개발 프로그램은 비교적 정교하지 않은 대륙간탄도미사일(ICBM)로부터 미국 본토를 방어하는 체계에 집중해 왔다. 북한의 ICBM과 이란의 향후 배치 가능성이 있는 ICBM이 이런 종류로 추정된다. 이전 보고서들은 이런 ICBM에 대한 방어의 기술적 타당성에 대해 신중하거나 심지어 비관적인 견해를 보였다. 이번 연구는 지난 10년 동안 이뤄진 기술 발전이 상황을 변화시켰는지를 확인하고자 했다.

미국 본토의 크기는 방어 시스템 구축에 어떤 영향을 주나?



ICBM과 탄두의 비행은 세 단계로 이뤄진다. ICBM이 동력 비행하는 로켓 상승(부스트) 단계는 3~5분간 지속되며, 중간 궤도 단계는 ICBM이 탄두를 방출할 때 시작되며 그 후 20~30분간 우주에서 탄도 궤적을 따라 목표를 향해 이동한다. 그리고 탄두가 지구 대기권에 재진입해 목표에 도달할 때까지 지속되는 종말 단계는 30초 정도다.

미국의 큰 지리적 규모는 부스트나 중간 궤도의 미사일·탄두를 요격하도록 설계된 방어체계에서는 특히 중요하지 않으나, 종말 단계의 탄두를 요격하고자 설계한 방어 체계에서 중요하다. 이유는 요격체가 완벽하게 작동하더라도 방어할 수 있는 지리적 지역이 매우 제한적이기 때문이다.

이스라엘의 아이언돔 요격체는 비교적 느린 수제 로켓으로부터 작은 지역을 부분적으로만 방어할 수 있는데 이는 이스라엘처럼 방어할 영역이 매우 작은 경우 유용할 수 있다. 그러나 미국 본토의 48개 주만 해도 면적은 이스라엘의 375배다.

패트리엇과 이지스, 사드(THAAD) 체계의 요격체는 아이언돔보다 훨씬 강력하지만, 설령 이를 사용하더라도 미국의 모든 중요한 잠재적 목표를 방어하는 데는 매우 많은 수가 필요하다. 이에 따라 요격체를 사용해 미국의 이런 지역을 방어하는 것은 비현실적이다.

북한의 ICBM에 대해서 주목한 이유는?우리는 여러 이유로 이 ICBM들이 제기하는 위협에 집중하기로 했다. 첫째, 미국은 장거리 탄도미사일의 제한된 공격만을 방어할 수 있는 시스템을 배치했다. 이는 북한과 같은 국가가 보유하고 있거나 이란이 개발해 배치할 수 있는 덜 정교한 미사일의 수를 줄이는 공격을 의미하는 것으로 이해됐다. 러시아와 중국이 보유한 수치상으로 더 크고 정교한 ICBM을 방어할 수 있는 시스템을 개발하고 배치하기는 더욱 어려울 것이다.

이 보고서의 핵심 목적은 우리가 고려한 제한된 ICBM의 위협에 대한 방어가 왜 그렇게 기술적으로 어려운지, 그리고 많은 기술적 어려움이 어디에 있는지를 설명하는 것이었다. 독자들이 현재 북한이 보유하고 있을 가능성이 있는 핵무장 ICBM을 방어하기 위한 미국 시스템의 현재 능력에 대한 현실적인 견해와 향후 15년 이내 북한이 배치할 수 있는 ICBM을 방어할 가능성에 대한 이해를 높이는 것이 우리의 바람이었다. 우리의 평가로는 현재 미국 시스템의 능력은 낮으며 향후 15년 동안 낮은 수준을 유지할 가능성이 크다.

우주 기반 미사일방어망, 왜 미국 지도자들에 강한 영향 주나?1950년대 핵무장 ICBM이 배치된 이후로, 미국과 그 잠재적 적대국들은 핵 공격에 취약한 상태였다. 이는 매우 불안한 일이며, 우리 지도자들이 이런 공격으로부터 자신을 방어할 수 있도록 상황을 바꿀 기술적 해결책을 찾도록 했다. 이는 대중에게도 매우 매력적이다. 그 결과, ICBM을 방어하기 위한 새로운 시스템이 여러 차례 제안됐으며, 시스템 약 6개가 구축돼 막대한 비용이 소요됐다. 이는 우리를 안전하게 지켜줄 기술적 해결책을 찾기를 기대하는 것이다. 그러나 이런 노력 중 어느 것도 성공적이지 못했다. 왜냐하면 핵무장 ICBM을 방어하는 것은 매우 어렵기 때문이다.

중간 궤도의 탄두를 요격하는 데는 어떤 문제가 있나?현재 배치된 중간 궤도 미사일 방어 체계인 ‘지상 기반 중간단계 방어’(GMD)는 지상 기반 요격 미사일로 이뤄져 있다. 이 중 대부분이 알래스카에, 일부가 캘리포니아에 있다. 우주 기반 적외선 탐지기와 지상 레이더가 제공하는 추적 정보를 사용해 적 ICBM의 발사를 확인하면 요격체들이 발사된다. 각 요격체는 우주에 진입해 단일 미사일을 발사해 목표를 격추하도록 자체 제어되도록 설계됐다. 중간 궤도에서는 비교적 긴 20~30분이 소요되므로 첫 번째 요격 시도가 실패하더라도 두 번 이상 요격 시도가 가능할 수 있다.

그러나 중간 궤도에서 탄두를 요격하려는 시도에는 단점이 있다. 이 단계에서는 거의 진공 상태인 우주 공간에서 이동하므로, 공격자는 방어선을 교란하거나 극복할 기회를 얻게 된다. 공기 저항력이 없다면 비교적 간단하고 가벼운 미끼들이 탄두와 같은 궤적을 따라가게 돼 탄두 자체는 이런 기만체들에 둘러싸여 있을 수 있다.

이런 대응책은 미국 방어군이 수많은 미끼 중에서 탄두를 찾는 것을 어렵게 할 수 있다. 미 국방부가 탄두가 될 수 있는 모든 발사체를 공격해야 한다면, 요격 미사일의 재고 수는 고갈될 수 있다. 게다가 탄두를 추적하고 확인하고 요격체를 유도하는 데 필요한 레이더와 적외선 센서는 직접적인 공격뿐 아니라 고고도 핵폭발에도 취약하다. 후자는 사전 계획된 것일 수도 있고 핵탄두에 대한 성공적인 요격으로 발생할 수도 있다.

부스트 단계에서 요격하는 것은?



미사일의 부스트 단계에서 탄두를 무력화하거나 파괴하기는 매우 어려울 수 있어 이 단계의 요격 시스템은 일반적으로 시도되지 않는다.

이 문제를 해결하려면 ICBM이 발사된 후 2~4분 이내에 이 ICBM에 도달할 수 있는 요격 미사일을 갖춘 시스템이 필요하다. 이를 위한 시스템에는 ICBM 발사를 신속하게 감지하고 궤도를 추정하고 요격 미사일의 발사 솔루션을 계산하고 적 ICBM 발사가 확인된 후 1분 이내에 요격 미사일을 발사할 수 있는 원격 센서가 있어야 한다.

지상, 해상 또는 공중 기반 요격체가 ICBM을 부스트 단계에서 요격하려면, 일반적으로 예상 요격 지점에서 약 500㎞ 이내에 있어야 하며, 속도는 초당 5㎞ 이상, 잠재적으로 위험한 미사일 발사가 탐지된 후 1분 이내에 발사해야 한다. 요격체는 또 안전을 위해 잠재적 적대 국가의 국경에서 최소 100~200㎞ 떨어진 곳에 있어야 한다.

만약 요격체가 지구 저궤도에 배치된다면, 적어도 하나는 ICBM을 부스트 단계에서 요격을 시도할 만큼 충분히 가까이 있어야 해 많은 수가 필요하다. 각 요격체는 지구가 궤도 아래에서 자전하는 동안 지구를 고속으로 공전해야 하므로 필요한 수가 매우 많다. 따라서 대부분의 위성은 공격을 단행하는 ICBM에 제때 도달할 수 있는 위치에 있지 못할 것이다.

북한의 화성-18형과 같은 고체 추진 ICBM 약 10기가 신속하게 일제 발사되는 데 대응하려면 요격체는 1만 6000기가 필요하다. 이런 미사일이 가능한 한 빨리 자동 발사된다면 말이다. 만약 시스템이 30초 안에 제대로 작동하는지, 그리고 보고된 발사체가 실제로 ICBM인지 확인하고 ICBM의 종류를 판별하고 요격체를 발사하기 전에 추가적인 추적 정보를 수집하도록 설계된다면 요격체는 약 3만 6000기가 필요할 것이다.

이런 식으로 하면 시간이 부족하다. 시스템을 구축할 때쯤이면 적들은 이미 자신들의 능력을 발전시켰을 것이다.

일반적으로 고정된 문제를 해결하는 민간 연구 개발 프로그램과 달리, 미사일 방어 프로그램은 방어 시스템을 무력화, 침투 또는 우회할 수 있는 지능적이고 적응력이 뛰어난 인간 적들과 마주한다. 이는 값비싼 군비 경쟁으로 이어질 수 있다. 특정 시점에서 어느 쪽이 우위를 점할지는 방어 시스템의 상대적 비용과 이를 회피하는 데 필요한 공격 시스템 적응력, 그리고 각 측이 경쟁에 투입할 자원에 따라 달라진다.

보고서에서 알 수 있듯이, 현재 미국의 미사일 방어 프로그램의 개방적인 성격은 러시아와 중국 모두에 불안감을 불러일으켰다. (블라디미르) 푸틴 (러시아) 대통령은 미국의 미사일 방어에 대응하기 위해 고안한 다양한 신형 핵무기 운반 체계를 발표했다. 미 국방부는 중국에 대해 중국 인민해방군이 미국과 여러 국가의 탄도 미사일 방어 체계에 대응하기 위해 필요한 다양한 공격 기술을 개발하는 것을 정당화하고 있다고 밝혔다.

윤태희 기자