북한 핵미사일 대응체계 : 킬 - 체인은 기술적으로 타당한가? > News Insight

북한이 키 리졸브 한미연합훈련이 시작되는 3월 2일 스커드미사일로 추정되는 단거리 미사일 2발을 동해상으로 발사했다. 이어서 평안북도의 한 미사일 기지에서는 며칠 전부터 이동식미사일발사대(TEL)를 전개하여 발사준비 태세를 유지하고 있는 것으로 보도되고 있다. 북한은 지난 해에도 키 리졸브 연습이 시작된 직후부터 스커드미사일과 노동미사일을 동해상으로 발사한 바 있다.
 
  통상 미사일 또는 로켓의 성능은 많은 시험발사를 통해 검증될 수 있다. 북한은 그동안 적어도 단거리부터 장거리의 대륙간 탄도미사일 등 다양한 유형의 미사일을 개발 중이거나 완료하여 현재는 약 1000여기의 탄도미사일을 전장에 배치한 것으로 알려졌다. 하지만, 북한 미사일은 실제 시험발사의 횟수가 적어 신뢰성 및 정확성에 대한 의문이 지속적으로 제기되어왔다. 그러나 지난 해 2월부터 9월까지 다양한 미사일의 성공적인 발사 시위는 이러한 의구심이 기우였음을 확인하게 했다. 특히 서쪽 지역에서 육지를 가로질러 동해상으로 미사일 발사를 시도한다는 것은 그만큼 미사일의 성능에 자신이 있다는 반증이기도 하다. 현재까지 북한의 스커드 및 노동미사일의 정확도는 확인할 수 없지만 그 성능은 충분한 신뢰성을 확보한 것으로 판단된다.
 
  이동식미사일발사대를 이용하는 미사일 발사를 위해서는 숙련된 작업자도 양성해야 한다. 최근 이들 일련의 스커드와 노동미사일의 성공적 발사를 통해 최소한 북한 단거리 및 중거리(노동) 미사일의 발사운용 전문가의 확보는 확인이 된 것이다. 이는 우리나라를 향해 미사일 발사 도발을 시도한다면 언제든지 신뢰성 높은 단거리 및 중거리 미사일을 발사해 그들이 원하는 소기의 목적을 달성할 수 있다는 의미이기도 하다. 물론 정확도 측면에서는 검증이 안됐지만 그동안의 상당한 개량을 통해 기술발전을 이루었을 것으로 예측할 수 있다. 북한에서 개발된 미사일들이 적은 수의 시험발사에도 불구하고 높은 발사 성공률을 보인다는 것은 자못 흥미로운 일이다. 최근 단거리 및 중거리 미사일의 시험발사 성공률이 높다보니 미국의 일부 미사일 전문가들은 북한이 오래 전에 러시아나 중국으로부터 들여온 구형의 스커드미사일을 폐기 차원에서 시험발사에 사용한다는 보고도 있다. 하지만, 수십 년된 구형의 스커드미사일이 한 번의 실패 없이 발사된다는 것도 믿기 어렵다. 이는 북한의 미사일 기술이 점진적인 발전을 거듭하고 있다는 의미이다.   
 
  핵폭탄을 개발한 북한의 탄도미사일 발사는 단순한 위협이 아니다. 비대칭무기인 핵무기를 미사일에 탑재하여 도발하면 우리에게 상상하기도 어려운 인적, 물적 피해를 입힐 수 있다는데 문제의 심각성이 있다. 유인 및 무인항공기를 이용해 핵폭탄을 투발할 수 있지만 이들은 속도가 느려 우리 감시정찰자산으로 탐지, 식별 및 타격이 가능하다. 잠수함을 이용하여 은밀히 동해나 서해로 접근하여 핵탄두를 적재한 잠대지미사일을 발사하여 공격할 수도 있다. 얼마 전 언론에서 북한이 잠수함으로부터 수중발사를 할 수 있는 잠대지 또는 잠대함미사일을 개발하고 있는 것으로 보도한 바 있지만 성공 여부는 확인이 안된 상황이다. 하지만, 지상의 이동식미사일발사대를 이용한 탄도미사일은 이미 검증이 된 상태이며 여기에 탑재된 핵탄두를 무력화하는 것은 쉬운 일이 아니다.
 
  정부에서는 북한의 핵미사일 위협에 대응하는 방안으로 두 가지 체계 구축을 추진하고 있다. 하나는 북한 이동식미사일발사대의 명확한 발사징후를 탐지 및 식별하여 발사 전 선제타격을 통해 무력화하는 방안인 킬-체인(Kill-Chain)체계이며, 다른 하나는 일단 킬-체인 선제타격시스템을 피하여 북한의 미사일이 발사된 경우 우리 쪽으로 날아오는 미사일을 요격미사일로 격추하는 한국형미사일방어체계(KAMD)가 그들이다. 
 
  킬-체인 임무의 성공적 운용을 위해서는 북한의 미사일 발사지역에 대해 지속적인 감시정찰이 요구된다. 이를 통해 미사일 발사에 대한 이상징후를 탐지하고, 추적 및 식별을 통해 북한의 핵미사일 발사에 대한 명확한 징후를 확인해야 한다. 물론 북한 전 지역에서의 이동식미사일발사대의 도발징후를 포착하기 위해서는 수 백기의 위성이 필요하다. 하지만, 휴전선에서 가까운 지역에 대한 감시정찰은 유인 및 무인정찰기를 활용하고 위성은 항공자산이 미치지 못하는 북한의 종심지역에 대한 감시정찰을 수행함으로써 소요되는 위성의 소요량을 최소화할 수 있다.
 
  이러한 도발징후의 탐지 및 식별을 위해서는 고해상도의 영상이 요구되며, 특히 이동식미사일발사대와 같은 “시한성 긴급표적(TCT; Time Critical Target)"에 대한 킬-체인 임무를 위해서는 사람에 의한 영상판독으로는 임무요구조건을 맞출 수 없기 때문에 자동으로 표적을 식별하는 자동표적인지(ATR; Automatic Target Recognition) 시스템이 반드시 요구된다. 따라서 이러한 ATR의 알고리즘 성능과 표적에 대한 데이터베이스 구축도 식별 성공확률을 결정하는 중요한 요소가 된다. 한편, 표적에 대한 이상징후를 포착하는 탐지능력은 식별능력에 비해 상대적으로 낮은 해상도로도 가능하지만, 위성과의 시야 방해와 같은 탐지고각에 따라 탐지 성공확률도 낮아질 수 있다. 특히 북한이 우리의 감시정찰자산 운용에 대한 정보를 가지면 이동식발사대의 발사준비를 우리의 위성에 노출되지 않도록 은폐 및 엄폐를 통해 수행할 수 있기 때문에 탐지능력은 이러한 상황들을 모두 고려하여 분석되어야 한다. 그리고 원하는 명확한 징후의 영상정보를 수신하더라도 획득된 정보를 전달하는 통신시스템이 미흡하거나 선제타격의 의사결정이 지연되면 킬-체인의 성공은 담보할 수 없다.
 
  그동안 국내 감시정찰자산이 부족한 상황에서 킬-체인의 기술적 타당성에 대해 많은 논란이 있어왔다. 필자는 한정된 정찰위성자산을 가정하여 수시로 이동이 가능한 북한의 이동식미사일에 대해 다양한 시나리오를 분석하여 킬-체인 운용의 기술적 성공확률을 통계적으로 최적화하는 시뮬레이션 분석을 시도해 보았다. 시나리오에 따라 아주 낮은 확률에서 상대적으로 높은 성공확률이 제시되었다. 이는 북한 지형의 약 70%가 산악지형으로 이루어지고 우리 군의 통신체계가 각종 정보를 지연 없이 전달하며 고성능의 감시정찰위성 및 자동표적식별체계를 구축한다는 가정 하에 분석되었다.
 
  이동식미사일발사대가 수시로 이동이 가능하더라도 핵탄두를 탑재한 핵미사일은 안전문제 때문에 인구가 밀집한 지역 인근에서는 발사하는 것이 곤란할 것이다. 이는 혹시 발사하다가 미사일 추진체인 로켓이 폭발하거나 오작동이 되면 핵폭탄 공격을 시도하는 자신들의 재앙으로 돌아올 수 있기 때문이다. 그리고 킬-체인의 성공확률이 낮은 경우는 다양한 발사기지에서 다수의 이동식미사일발사대가 동시에 발사징후 또는 발사준비를 하는 경우 제한된 감시정찰자산으로 추적 및 식별이 불가능하기 때문이다. 따라서 핵미사일로 공격하는 경우에 우리나라와 같이 좁은 영토를 가진 나라에 상식적으로 동시에 여러 기의 이동식 핵미사일을 발사할 필요는 없어 보인다. 왜냐 하면, 하나의 핵미사일 공격만으로도 비좁은 땅덩어리에서 엄청난 재앙을 유발할 수 있기 때문이다.
 
  현재 상황에서 북한이 탑재중량이 제한되고 사거리가 짧은 스커드미사일로 핵미사일을 발사하는 데는 상당한 제한이 따를 것으로 예측된다. 따라서 적어도 한동안 우리가 관심을 기울여할 핵미사일은 사거리가 1300~1500km이르는 중거리 미사일인 노동미사일이다. 필자의 분석 결과로는 노동미사일의 추진제 탑재량을 조절하여 1000kg의 핵탄두를 싣고 발사 고각을 조절하여 최고 고도를 높여 발사하면 650km 정도의 단거리 발사도 가능하다. 이는 북한의 북부지역에서 서울이나 대전을 향해 핵공격을 감행할 수 있는 거리이다. 물론 이 경우에 순간적으로 대기권을 벗어나 재돌입을 해야 하기 때문에 재돌입 기술이 요구되며 이는 북한이 아직 검증해 보지 못한 기술이다.
 
  북한의 이동식미사일 발사가 우리의 핵심전략표적을 목표로 하기 때문에 향후 위성의 전개 후 지속적인 감시정찰위성 운용을 통해 발사대의 이동경로에 대한 데이터베이스를 구축하고, 이들 데이터를 최적화하여 고정 표적화하면 킬-체인의 성공확률은 상당히 증진될 수 있다.  
 
  미국의 미사일방어체계의 일환인 패트리엇 미사일도 요격 성공률이 초기에는 9% 수준이었으나, 각종 기술 및 데이터베이스의 구축을 통해 현재는 약 70% 이상의 요격 성공률을 예측하고 있는 것으로 알려져 있다.
 
  우리도 핵무기를 개발하여 비대칭체계에 대해 균형을 맞추는 방법이 가용하지 않은 상황에서 북한의 핵미사일 위협에 대응할 수 있는 방안이 그리 많지 않은 것이 현실이다. 이런 상황에서 킬-체인 운용체계 구축을 통해 핵미사일에 대응할 수 있는 전략적 및 기술적 방안을 점진적으로 발전시킴으로써 북한의 핵미사일 위협을 무력화할 수 있는 방법을 적극적으로 모색할 필요가 있다.      
 
 
 
(2015.03.11)

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