[사설] 우크라이나의 킨잘 요격으로 극초음속 과대 광고가 식어야 한다

지난 2주 동안 우크라이나는 극초음속으로 이동하는 러시아 킨잘 미사일 7발을 패트리엇 미사일 방어 시스템으로 요격했다고 한다. 패트리어트를 비롯한 현재의 미사일 방어 시스템은 음속의 5배인 마하 5 이상의 속도로 이동하는 극초음속 무기를 막을 수 없다는 것이 널리 알려져 있다.

그렇다면 무슨 일이 일어나고 있는 걸까?

극초음속 무기는 무적이라는 주장은 극초음속 무기에 대한 많은 믿음 중 하나다. 이것이 잘못된 이유는 다음과 같다.

킨잘은 목표물에 접근하면서 기동할 수 있는 지느러미(핀)가 달린 공중 발사 탄도 미사일이다. 최고 속도가 마하 10 정도에 달해 사거리가 1,000km가 넘는 것으로 알려졌기 때문에 '극초음속'이라고 불린다. 그러나 이 시스템은 궤적의 상당 부분을 활공하도록 설계되지 않았기 때문에 국방 분석가들이 일반적으로 "극초음속 무기"라는 용어에서 의미하는 것과는 다르다. 그러나 빠른 속도와 기동 능력으로 인해 이 범위의 무기를 방어하는 데 사용되는 패트리엇과 같은 종말 미사일 방어에 진정한 극초음속 무기와 유사한 도전을 제기한다.

마하 10의 속도로 이동하는 기동 미사일은 미국의 패트리어트 PAC-3 및 유사한 방어 시스템으로 안정적으로 요격하기에는 너무 빠르다. 그러나 마하 10은 킨잘의 최대 속도에 가깝고, 지상의 표적을 타격하기 위해 점점 더 밀도가 높아지는 대기를 통과하고 재진입할 때 속도가 급격히 떨어잔다.

패트리어트는 저고도에서 미사일을 요격하도록 설계되었으며, 제 추정에 따르면 킨잘은 하강하는 동안 충분히 감속하므로 현재 버전의 PAC-3로 요격할 수 있을 것으로 예상된다. 또한 보고서에 따르면 적어도 첫 번째 킨잘 요격의 경우 우크라이나는 가장 진보된 버전의 PAC-3(이전 버전보다 25% 더 빠른 MSE라고 함)를 사용하지 않았다고 한다.

이 분석에는 두 가지 중요한 시사점이 있다.

첫째, 우크라이나가 킨잘 미사일을 요격했다는 우크라이나의 주장은 신뢰할 만하며, 우크라이나의 방어 체계가 러시아의 중요한 무기를 무력화시킬 수 있다는 것이다.

둘째, 더 일반적으로는 미국, 러시아, 중국이 현재 개발 중인 중거리 극초음속 활공 무기는 옹호론자들이 흔히 주장하는 것처럼 주요 임무를 수행하는 데 효과적이지 않을 수 있다.

극초음속 무기를 개발해야 한다는 일반적인 주장은 분쟁 초기에 적의 미사일 및 방공망을 파괴하여 후속 공격의 길을 열어주자는 것이다. 그러나 기술 모델링에 따르면 미국이 개발 중인 극초음속 무기인 공중 발사 신속 대응 극초음속 무기(ARRW), 육군의 장거리 극초음속 무기(LRHW), 해군의 재래식 신속 타격(CPS)도 미사일 방어에 의한 요격에 취약할 수 있는 것으로 나타났다.

특히, 이러한 무기의 속도와 사거리에 대한 보고에 따르면 약 마하 12 이하의 속도로 궤적의 활공 단계를 시작한다고 한다. 활공 단계에서는 대기 항력으로 인해 속도가 감소하며, 특히 기동을 크게 하는 경우 지상의 표적에 도달하는 과정에서 두꺼운 대기 속으로 뛰어들면 속도가 더욱 감소한다. 필자의 추정에 따르면 이러한 효과로 인해 현재 버전의 PAC-3와 유사한 시스템에 의한 요격에 취약할 가능성이 높지만, 요격하려면 고급 PAC-3 MSE가 필요할 수 있다.

미국은 지금 당장은 아니더라도 조만간 다른 나라에서도 이와 같은 방어에 직면하게 될 것이라고 가정해야 한다.

이러한 방어를 회피하려면 극초음속 무기를 훨씬 더 빠른 속도로 발사해야 한다. 그렇게 하면 비행 중에 발생하는 극심한 열이 크게 증가하여 이러한 무기 개발의 주요 장애물이 된다. 또한 속도가 빨라지면 무기의 크기가 커지고 무거워져 항공기가 탑재할 수 있는 수량이 줄어든다.

극초음속 순항 미사일용으로 개발 중인 스크램제트 엔진과 같은 추진력을 추가하면 활공 단계에서 무기의 속도를 유지하는 데 도움이 될 수 있다. 그러나 이러한 엔진은 급강하 단계에서 기하급수적으로 증가하는 항력에 대항할 만큼 강력하지 않을 가능성이 높기 때문에 요격에 취약한 무기가 될 수 있다.

이러한 미국 시스템과 유사한 러시아 및 중국의 극초음속 무기(예: 러시아 지르콘, 중국 DF-ZF 및 스타리 스카이 2)도 PAC-3와 같은 방어 체계에 취약할 가능성이 높다. 이런 의미에서 이러한 무기는 중거리 탄도 미사일이 제기하는 위협 이상의 혁명을 나타내지 않는다.

우크라이나의 킨잘 경험은 러시아에게 경각심을 불러일으킬 수 있다. 이는 미국에게도 경각심을 불러일으켜야 한다. 의회와 미군은 이러한 무기가 현실적으로 달성할 수 있는 임무가 무엇인지, 그리고 이러한 무기에 대한 높은 우선순위와 예산 배분이 정당화되는지에 대해 명확하게 생각할 필요가 있다.

데이비드 라이트는 MIT 핵 과학 및 공학부의 핵 안보 및 정책 연구소의 방문 학자다.