미국의 탄도미사일 방어 전략-무기체계를 중심으로 > E-저널 2016년 ISSN 2465-809X(Online)

 

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제18호(12월) | 미국의 탄도미사일 방어 전략-무기체계를 중심으로

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Written by 박태용 작성일17-01-10 15:48 조회756회 댓글0건

본문

Ⅰ 서 론

미국은 미사일방어청(Missile Defense Agency, 이하 MDA)을 중심으로 탄도미사일 방어 자산을 획득 및 운용하고 있다. MDA는 매년 전반기에 미 상원 군사위원회에서 차기년도 예산 요구 자료를 설명하며, 본 발표 자료에는 미국의 탄도미사일 방어체계 구축 현황 및 탄도미사일 방어 전략이 일목요연하게 담겨있다. 본 고에서는 지난 2016년 4월 13일에 발표한 예산 요구 자료(J.D. Syring, Director of MDA, 2016)를 중심으로 미국의 탄도미사일 방어체계 구축 현황 및 탄도미사일 방어 전략을 확인하고 북한의 탄도미사일 위협에 직면해 있는 우리 군이 나아가야 할 방향을 제안하고자 한다.

Ⅱ 본 론

1. 탄도미사일 위협의 증대

북한, 이란, 러시아, 중국 등 잠재적 적대국들은 탄도미사일을 대량으로 획득 및 배치하고 있으며 탄도미사일 기술의 발달로 인해 사거리가 길어지고 탄도미사일 방어체계를 무력화시키는 기만체계 탑재, 복합성/생존성/신뢰성/명중률 등이 향상되고 있다. 다단 추진체계를 이용한 인공위성 발사의 성공은 곧 대륙간탄도미사일(ICBM, InterContinental Ballistic Missile) 기술을 보유하였음을 의미한다.

북한은 대포동 2호 ICBM을 이미 배치하였음은 물론 KN08을 비롯한 차량 탑재형 신형 ICBM을 각종 열병행사에서 선보이며 탄도미사일을 적극적으로 개발하고 있음을 과시하고 있다. 또한 일선에 수 백발 배치되어 있는 스커드와 노동미사일은 한국과 일본에 주둔 중인 미군 기지까지 사정거리에 들어있다.

이란은 이미 인공위성을 운용 중인 나라이고 Simorgh 우주발사체를 이용하여 보다 큰 인공위성 발사 계획을 발표한 바 있으며, 이는 곧 ICBM 운용 기술을 확보하고 있다는 것을 의미한다. 이란은 새로운 탄도미사일을 개발하는데도 지속적으로 노력하고 있다. 사거리와 명중률을 향상시킴은 물론 여러 발의 로켓과 미사일을 동시에 발사할 수 있는 체계를 개발하고 있다. 또한 기존의 Fateh-110 지대지미사일에 해상 표적을 공격할 수 있는 정밀도 높은 탐색기를 추가하는 등 개조를 통해 대함공격 기능을 추가함으로써 페르시아 만과 호르무즈 해협에서 위협이 되고 있다.

2. 탄도미사일 방어체계

미국의 탄도미사일 방어 전략은 본토 방어(Homeland Defense)와 해외에 분산된 세력을 방어하는 지역 방어(Regional Defense)로 구분된다. 본토 방어는 GMD(Ground-based Midcourse Defense)를 중심으로 미 본토를 공격하는 ICBM을 중간단계(Midcourse)에서 요격하는 개념이고, 지역 방어는 이지스 BMD(Aegis Ballistic Missile Defense), THAAD(Terminal High Altitude Area Defense), PAC-3 등을 이용하여 탄도미사일을 비행단계별로 방어하는 개념이다. 그러나 지역방어체계 하나를 놓고 보면 본토 방어와 개념이 유사하고, 지역적 방어에 운용되는 이지스 BMD, THAAD 등의 센서도 본토 방어에 활용되며, C2BMC(Command, Control, Battle Management & communications)를 통해 모든 센서∙요격∙지휘통제 시스템들이 연동되어 있으므로 전 지구적 관점으로는 단일 시스템 복합 체계(SoS, System of Systems)로 운용되고 있다.

가. 본토 방어(Homeland Defense) 체계

미 본토 방어 체계의 핵심은 지상배치 중간단계 방어체계(GMD)이다. GMD는 본토를 공격하는 ICBM을 중간단계에서 요격하는 지상배치 요격미사일(GBI, Ground-Based Interceptor), 탄도미사일 탐지∙식별∙추적을 위한 센서, 요격체계∙센서∙지휘통제체계를 통합하는 C2BMC로 구성된다.

GBI는 미국이 보유하고 있는 탄도미사일 요격미사일 중 가장 장거리용으로 ICBM을 중간단계에서 요격하는 체계이다. 기존의 GBI를 대체하여 2014년부터 전력화 하고 있는 GBI는 CE(Capability Enhancement)-Ⅱ Block 1 Exo-atmosphere Kill Vehicle(EKV)로 우주공간에서 탄도미사일과 직접 충돌하여 요격한다. CE-Ⅱ Block 1 EKV는 2016년까지 개발을 종료하고 2017년부터는 차기 요격체계인 RKV(Redesigned Kill Vehicle)의 개발이 시작된다. RKV는 요격체와 육상 지휘소 간 통신, 광각 탐색기 탑재, 빠른 데이터 처리 능력과 표적 식별 알고리즘 및 우수한 생존성 등을 통해 획기적으로 향상된 탄도미사일 요격능력을 갖출 것이다. RKV는 2018년에 비행성능 확인을 위한 시험사격을, 2019년과 2020년에 요격시험을 실시한 이후 전력화 예정이다.

본토 방어를 위한 대표적인 센서는 레이더이며, 지구 곡률에 의한 표적 탐지 제한을 극복하기 위해 장거리 조기경보 레이더를 여러 곳에 배치하여 운용 중이다. 냉전시대에 개발된 Cobra Dane 레이더는 알래스카에, UEWR(Upgraded Early Warning Radar)는 캘리포니아, 영국, 그린란드에 배치되어 있으며, 알래스카와 매사추세츠에 배치된 EWR(Earlt Warning Radar)은 UEWR로 2017년도까지 업그레이드 완료될 예정이다. 북한이 발사하는 탄도미사일을 부스트단계에서부터 탐지 및 추적하기 위해 THAAD의 구성품으로도 활용되는 AN/TPY-2 레이더 2대를 일본에 배치하였고, 해상에서 이동 배치가 가능한 SBX(Sea Based X-band) 레이더는 2015년에 선체오버흘 정비 및 레이더 업그레이드를 마쳤다. 또한 태평양 지역에서 미 본토를 공격하는 탄도미사일의 중간단계 탐지∙추적 및 식별을 위해 2017년부터 장거리 식별레이더(LRDR, Long Range Discrimination Radar)의 개발에 착수할 예정이다.

탄도미사일 방어체계((BMDS)는 C2BMC 네트워크를 통해 하나의 시스템으로 연동되어 있다. 현재 2017년 4/4분기 완료를 목표로 업그레이드가 진행 중인 버전은 C2BMC Spiral 8.2-1로, 업그레이드가 끝나면 다수의 AN/TPY-2 레이더, SBX, UEWR, Cobra Dane 및 우주 공간에 배치된 센서까지 하나의 체계처럼 통합 운용할 수 있게 된다. 또한 개발 중인 장거리 식별레이더(LRDR)와 연동하기위해 C2BMC Spiral 8.2-5의 개발도 진행 중이다.

나. 지역 방어(Regional Defense) 체계

미국이 지역 방어 체계를 구축하는 목적은 해외 주둔 미군과 동맹국을 중단거리 탄도미사일 위협으로부터 보호하는 것이다. 지역 방어를 위한 탄도미사일방어체계에는 THAAD, 이지스 BMD, EPAA(European Phased Adaptive Approach) 등이 있다. 이들 체계는 단독으로도 운용이 가능하지만 C2BMC를 통해 다른 체계와 통합 운용함으로써 다중 위협에 대해 효율적으로 대응하고 있다.

THAAD는 SRBM에서부터 IRBM까지의 표적을 종말단계(Terminal phase)의 고고도에서 요격하는 체계이다. 2015년 가을에 실시한 발사시험(FTO-02 Event 2a)에서 2발의 탄도미사일을 성공적으로 요격함으로써 2006년 이후 13차례 요격시험 모두 성공하는 기록을 달성하였다. 시험은 다음과 같이 진행되었다. ①표적으로 사용될 두 발의 탄도미사일과 한 발의 순항미사일이 항공기에서 발사 ②THAAD 포대에서 첫번째 요격미사일을 발사하여 탄도미사일 요격 ③탄도미사일 방어능력을 갖춘 이지스함인 USS John Paul Jones함이 원격으로 전송받은 표적 정보를 이용하여 두번째 요격미사일인 SM-3 Block ⅠB를 발사하였으나 발사 직후 오작동 ④THAAD 포대에서 요격미사일을 다시 발사하여 두번째 탄도미사일 요격 ⑤USS John Paul Jones함에서 SM-2 Block ⅢA를 발사하여 순항미사일 요격. 웨이크 섬(Wake Island) 인근에서 진행된 본 시험은 THAAD와 이지스 BMD가 동시에 다중 위협에 대응한 최초의 지역 방어 체계 간 통합 운용 시험이었다. 여기에는 THAAD 종말모드(Terminal Mode) AN/TPY-2레이더, 전방배치모드(Forward Based Mode) AN/TPY-2레이더, 이지스 BMD AN/SPY-1 레이더 및 우주공간에 배치된 센서까지도 C2BMC를 통해 통합 운용되었다.

이지스 BMD는 해외 주둔 미군, 동맹국을 적 탄도미사일 위협으로부터 보호하는 지역 방어체계로서의 임무는 물론 본토 방어체계에 장거리 감시 및 추적 능력을 제공하는 핵심 전력으로 운용되고 있다. 2015년에 미 해군은 4척의 이지스함에 탄도미사일 방어능력을 탑재하였는데, 2척의 이지스 순양함은 BMD 3.6에서 BMD 4.0으로, 2척의 이지스 구축함은 BMD 3.6에서 이지스 베이스라인(Baseline) 9.C1로 업그레이드하였다. 이지스 베이스라인 9.C1에는 이지스 BMD 5.0 CU(Capability Upgrade)가 포함되어있으며, 우수한 신호처리 능력으로 대공전과 탄도미사일 방어 임무를 동시에 수행 가능하다. 이지스 BMD의 핵심 센서는 AN/SPY-1 레이더이고 핵심 요격체계는 SM-3 미사일이다. SM-3는 Block ⅠA/ⅠB/ⅡA 등이 운용되고 있고 Block ⅡB는 일본과 공동으로 개발 중이다. 기본적으로 SM-3는 THAAD 보다 높은 고도인 탄도미사일 비행 단계 중 중간단계에서 요격하는 미사일이다. 그림-1은 이지스 BMD가 운용하는 요격미사일 별 교전능력이다. SBT는 Sea Based Terminal을 의미하며 SRBM 및 MRBM을 종말단계, 즉 저고도에서 요격하는 체계로 SM-6 미사일을 의미한다. 

 

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<그림 - 1> 이지스 BMD 요격미사일의 교전 능력(RADM Frank C. Pandolfe, 2011)

EPAA(European Phased Adaptive Approach)는 이란과 동구권의 잠재적 위협으로부터 유럽의 NATO국가와 유럽 주둔 미군을 보호하기 위한 전략이다. EPAA는 방어무기체계를 새롭게 개발하는 것이 아니라 이미 검증된 이지스 BMD 능력을 유럽지역에 배치하는 개념이다. 먼저 BMD 능력을 갖춘 이지스함을 지중해에 배치하고 레이더 탐지거리와 요격미사일이 미치지 못하는 내륙지역에는 AN/SPY-1 레이더, 이지스 전투체계를 운용하는 전투정보실, 요격미사일 수직발사대 등 이지스함의 상부구조물 부분을 그대로 육상기지에 옮겨놓은 형태로 설치하였는데, 그것이 바로 이지스 어쇼어(Aegis Ashore)이다. 이지스 어쇼어는 2015년도에 루마니아에 설치되었고 EPAA 3단계에 폴란드에 추가로 배치될 예정이다. 오바마 행정부에서 추진된 EPAA의 철학은 “검증되고(proven), 경제적인(cost-effective)” 기술을 사용하고 진화하는 위협에 대해 적응하는 것으로 점진적으로 증가하는 적 위협에 대해 기존의 이지스함에서 운용되는 SM-3 미사일 및 전투체계의 성능을 단계적으로 개량하고, 이를 유럽지역에 배치함으로써 신뢰성과 경제성을 동시에 추구할 수 있었다.

 단 계

내 용

완료 시기 

 1 단계

(Phase 1)

  ⦁ 이지스함 탑재 SM-3 Block IA

  ⦁ SRBM, MRBM 방어 

 2011년

 2 단계

(Phase 2)

  이지스함 및 루마니아에 배치된

    이지스 어쇼어 (Aegis Ashore) 탑재 SM-3 Block IB

  ⦁​ SRBM, MRBM 방어

 2015년

 3 단계

(Phase 3)

  이지스함 밑 루마니아/폴란드에 배치된

    이지스 어쇼어 (Aegis Ashore) 탑재 SM-3 Block IIA

  MRBM, IRBM 방어​

 2018년 예정

 4 단계

(Phase 4)

  루마니아/폴란드에 배치된

    이지스 어쇼어 (Aegis Ashore) 탑재 SM-3 Block IIB

  IRBM, ICBM 방어​

 2013년에 계획 취소

 

<표 - 1> EPAA 구축 계획(U.S.DoD, 2010, 이상일, 2014)

3. 신기술의 개발

국방예산의 삭감의 압박은 무기체계의 운용에 있어서 항상 큰 걸림돌이 된다. 따라서 다중 위협으로부터 미 본토를 방어하기 위해서는 적은 비용으로 탄도미사일을 요격할 수 있는 체계가 요구된다. MDA의 장기 계획에는 레이저와 같은 직접 에너지를 이용하여 탄도미사일을 요격하는 체계를 개발하는 것이 포함되어 있다. 직접 에너지를 이용할 경우 요격미사일 보다 비용을 획기적으로 줄일 수 있기 때문이다. 탄도미사일 요격용 무인항공기는 고고도에서 장기간 체공할 수 있는 무인항공기에 레이저 무기를 탑재하여 적이 ICBM을 발사하면 부스트단계에서 요격하는 개념으로 운용 것이다. 또한 발사 이후 대기권에서 탄두가 여러 개로 분리되는 MIRV(Multiple independently targetable re-entry vehicle)에 효과적으로 대응하기 위해 하나의 발사체로 여러 발의 요격체를 발사할 수 있는 MOKV(Multi-Object Kill Vehicle)를 개발하고 있다.

 

 

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<그림 - 2> MIRV(좌)와 MOKV(우)(NASIC/PA, 2013, Raytheon, 2015)

Ⅲ. 결 론

미국의 탄도미사일 방어체계(BMDS)는 본토 방어체계와 지역 방어체계로 구분되어 있지만 세계 각지에 배치되어 있는 지역 방어체계와 본토 방어체계는 C2BMC를 통해 하나의 체계로 통합되어 하나의 시스템 복합 체계(SoS)로 운용되며 궁극적 목적인 본토 방어 임무에 충실하고 있다. 잠재적 위협국들의 탄도미사일 위협에 대응하기 위해 끊임없이 성능 개량을 진행하여 세계 최고의 탄도미사일 방어능력을 유지하고 있으며 효율적, 경제적인 대응 방안을 개발하고 있다.

북한의 핵 위협에 직접적으로 노출되어있는 우리나라는 탄도미사일 방어능력의 현 주소에 대해 객관적으로 진단하고 체계적으로 방어능력을 갖추어 나가야한다. 종심이 짧은 한반도는 탄도미사일 발사 후 대응시간이 수분에 불과하므로 미사일 탐지 및 요격을 신속히 수행할 수 있는 방안을 강구해야한다. 현재 한반도에서 탄도미사일을 요격할 수 있는 능력은 PAC-3, 배치 예정인 THAAD 등 전적으로 주한미군에 의존하고 있다. 따라서 우리 군이 보유한 그린파인 레이더, 조기경보기, 이지스함 및 차기 이지스함의 탄도미사일 탐지 능력을 적극 활용하고 독자적으로 탄도미사일 중간단계 요격이 가능한 SM-3 미사일 또는 SM-6 미사일 등의 탑재를 고려하여야 한다. 특히 이지스함은 해상에서 이동이 가능하므로 장사정포 등에 노출되어 있는 육상 기지 대비 생존성이 뛰어나고, 적 탄도미사일 발사가 임박한 지역에 근접하여 감시가 가능하므로 보다 빨리 표적을 탐지할 수 있고, 적 미사일의 탄도와 RCS 특성 분석을 통해 탐지확률이 높은 위치에 미리 배치할 수 있는 장점이 있다. 또한 북한의 탄도미사일 위협에 효율적으로 대응하기 위해서는 사격문제 해결이 가능한 수준의 실시간 표적정보 공유를 위한 한국형 CEC(Cooperative Engagement Capability) 개념을 개발하고 해군과 공군이 보유한 자산을 효율적으로 융합 및 활용해야 할 것이다.

 

< 참 고 문 헌 >

[1] Vice Admirial J.D. Syring, USN Director, Missile Defense Agency, Before the Senate Armed Services Committee Subcommittee on Strategic Forces, April 13, 2016

[2] RADM Frank C. Pandolfe, Director, Surface Warfare Division, OPNAV N86, "IAMD Requirements, Plans, and Programs," 2nd Annual IAMD Symposium, Jul. 14. 2011.

[3] 이상일, “한국형 미사일방어를 위한 외국의 BMD 추진 사례 연구,” 석사학위논문, 국방대학교, 2014.

[4] Ballistic Missile Defense Review(BMDR) Report, U.S. Department of Defense, Feb. 2010.

[5] Ballistic & Cruise Missile Threat, NASIC/PA, 2013

[6] http://defense-update.com/20151122_ekv-mokv.html

 

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