[사설] 미국은 더 나은 군수품 경쟁에서 뒤처지고 있는데, 도움을 줄 수 있는 방법

글로벌 전략 환경이 악화됨에 따라 현대 무기의 핵심 부품인 에너지 소재 분야의 혁신 경쟁은 더욱 치열해질 것으로 보인다.

선진국의 군사 조직들은 HMX나 RDX와 같은 레거시 폭발물에서 차세대 능력으로의 새로운 전환에 발맞추기 위해 고군분투해 왔으며, 이는 전통적인 군사 용어에서 달성해 온 대략적인 동등성에 의해 필요한 전환이다. 최근 수십 년 동안 미국은 보수적인 접근 방식을 추구했으며, 이는 검증되고 실제적인 물질에 대한 점진적인 개선에 초점을 맞추고 있다.

그러나 우리의 전략적 경쟁자들, 특히 중국은 화력과 군수 효율의 변수를 다시 정의할 수 있는 광범위하고 기초적인 첨단 에너지 소재 연구를 수행해 왔다.

새로운 세대의 물질을 향한 이러한 피벗은 단지 더 높은 에너지 출력 또는 더 안정적인 제형을 달성하는 것에 관한 것이 아니라, 성공은 과학적인 돌파구에 있을 뿐만 아니라 이러한 혁신을 작전 무기 체계로 효과적으로 전환하는 데 있다는 더 깊고 전략적인 군사적 우위 게임을 의미한다.

에너지기술센터(ETC)는 2020년 NDAA가 의무화한 국가에너지계획 발표를 시작으로 고성능 에너지 소재의 글로벌 연구개발을 면밀히 추적해왔다. 특히 현재 의미 있는 양으로 생산되는 가장 강력한 폭발물의 성능을 능가하는 폭발물과 추진제의 합성이 관심사다.

지난 20년 동안 중국과 러시아의 과학자들은 앞으로 수십 년 안에 새로운 종류의 군수품을 생산할 수 있는 기초 연구를 적극적으로 추진해왔다. 여기에는 현재 미국에서 의미 있는 양으로 생산되는 가장 강력한 비핵화 폭발물인 CL-20의 성능을 능가하는 화합물에 대한 투자도 포함된다. CL-20은 1987년 미 해군의 차이나 레이크 연구 및 엔지니어링 시설에서 개발되었으며, 제한된 용도에서만 사용되며 아직 대규모로 미국의 무기 체계로 전환되지 않았다. 소련 해체 이후 군수품 우선순위가 전환된 것은 CL-20을 시스템에 도입하기 위한 구체적인 자금이나 요구 사항이 부족하고, 더 큰 치사율에서 안전성을 높이고 비용과 위험을 줄이는 쪽으로 초점이 이동했음을 의미한다.

이런 가운데 중국이 10여 년 동안 CL-20을 산업적 규모로 생산하기 위해 막대한 투자를 해왔다는 증거가 있는데, 아마도 중국의 무기 체계와 견고한 로켓 부스터의 성능에서 상당한 이점을 실현하기 위해서일 것이다. 더욱 우려되는 것은, 미국의 적들이 CL-20의 성능을 능가할 수 있는 기반을 마련하고 있다는 점이며, 이는 명백한 군수품의 효율성을 높이고 전략적 지형을 극적으로 변화시키려는 의도를 가지고 있다는 점이다.

예를 들어, 더 높은 에너지 출력, 더 높은 안정성, 그리고 향상된 환경 프로파일을 약속하는 새로운 종류의 에너지 금속 유기 프레임워크 (EMOF)와 다른 새로운 에너지 제형이 연구되고 있다. 새로운 물질 중 일부는 폭발 반응이 물질을 통해 얼마나 빨리 이동하는지와 관련된 CL-20보다 더 높은 폭발 속도를 보여준다. 더 높은 속도는 종종 더 강력한 폭발을 의미하며, 이는 최소한의 물질로부터 최대의 충격을 요구하는 응용 분야에 매우 중요하다. 또 다른 물질들은 CL-20보다 더 높은 "특정 충동"을 보이는데, 이는 폭발물과 로켓 추진의 맥락에서 추진제가 얼마나 효율적으로 추진력을 생산하는데 사용되는지에 대한 척도를 의미한다. 일정 기간 동안 특정 양의 추진제에 의해 얼마나 많은 추진력(또는 힘)이 생산될 수 있는지 알려준다: 추진력이 높을수록, 추진 시스템이 더 효율적으로 만들어진다. 이것은 로켓이 더 빠른 속도를 달성하고, 더 많은 탑재물을 운반하거나, 같은 양의 추진제로 더 먼 거리를 이동할 수 있다는 것을 의미한다.

물론, 원료 에너지 방출과 성능이 바람직한 유일한 특성은 아니다. 다른 종류의 신소재는 열 안정성이 향상된 것으로 유명한데, 이는 열 안정성이 저하되지 않고 더 높은 온도에서도 견딜 수 있기 때문에 보관, 취급 및 운영 중에 더 안전하고 신뢰할 수 있다는 것을 의미한다. 하지만 여기서 중요한 점은 잠재적인 적들이 현재 비축되어 있는 무기보다 더 빨리 가고 더 많은 피해를 입힐 수 있는 에너지에 투자하고 있다는 것이다.

확실히 이 연구 분야에서 나온 에너지 물질은 무기 체계에 도입하기에는 아직 멀었다. 성능 시험을 위해 규모를 늘리고 새로운 폭발물과 추진제 제제를 고려하면서도 종종 극도로 민감하기 때문에 제조, 저장, 사용 과정에서 위험을 초래하기도 한다. 또한 실험실에서 소량 생산에서 대량 생산으로 확대하는 것은 분명 큰 문제가 될 것이며, 이는 주류 군사 분야에 적용하기 위해 필수적이다.

실제로 미군이 대부분의 독자들이 태어나기 훨씬 전부터 처음 고안된 재료에 압도적으로 의존하는 주된 이유는 생산의 용이성 때문임이 틀림없다. 미국은 공개된 문헌을 바탕으로 HMX와 RDX 등을 기반으로 한 성숙한 재료의 제형에 대한 단순한 점진적 개선을 계속 강조하고 있다. 미국 과학자들이 이러한 작업마의 성능을 능가하기 위해 새로운 종류의 에너지 재료에 대해 부지런히 연구하고 있다고 보는 것이 타당하지만, 국방부가 에너지 화합물에 대한 국내외 연구자들의 연구에 계속 자금을 지원한다는 증거는 있지만, 이러한 재료가 미국의 무기 체계에 사용되도록 고려되었다는 증거는 없다.

중국이 첨단 에너지 소재와 관련된 기초과학 분야에서 미국을 앞지르는 것처럼 보이는 것은 우려할 만한 일이지만, 국방 분야에서 진정한 기술적 우위는 반드시 신소재를 발견하거나 합성하는 것이 아니라, 신소재를 작전 무기 체계로 성공적으로 전환하는 데 있다는 점을 상기할 필요가 있다.

국방 분야의 기술 전환은 혁신이 군에 새로운 능력을 제공하는 공식적인 자금 지원 프로젝트인 군사 기록 프로그램에 통합되는 과정을 의미한다. 미국 국방부 내에서 전환 과정이 복잡하기로 악명 높은 이유는 여러 가지 이유에서인데, 이는 첨단 기술을 기존 군사 시스템에 통합하는 것과 관련된 높은 위험과 비용이 속도를 저하시키기 때문이기도 하다. 또한 국방부의 획득 과정은 종종 위험을 최소화하고 감독을 극대화하도록 설계되지만 민첩성과 혁신 속도를 희생시키면서도 길고 관료적이다. 또한 새로운 기술을 기존 군사 정책 및 훈련과 일치시켜야 하는 어려움이 있는데, 이는 에너지가 풍부한 소재를 기반으로 하는 시스템이 기존 운영 프레임워크에 맞게 조정되어야 한다는 것이다.

다행히 지난 한 해 동안 국방부 산하 연구공학부 등과 허드슨 연구소의 주요 연구에 힘입어 국방부 고위 관리들과 의회는 국가의 국방 에너지 기업을 개혁하는 데 큰 관심을 보였다. 2024년 NDAA는 CL-20과 같은 첨단 소재의 미국 무기 체계로의 통합과 개발을 간소화하기 위해 에너지 소재 공동 이행 사무소(JETO)를 설립했다. JETO는 미군이 중국과 같은 전략적 경쟁자들의 속도에 맞춰 에너지 신소재 개발을 위한 강력한 파이프라인을 구축하고 이를 기반으로 한 새롭고 강력한 역량이 전투기로 가는 길을 찾을 수 있는 최적의 기회를 제공한다.

아마도 영향력 있게 2024 NDAA 제242조는 국방장관이 신규 또는 대체 에너지 물질 사용의 효율성 한계, 시스템 용량 및 비용 영향을 포함하여 신규 또는 수정된 군수품에 대한 대안 분석에서 치사율을 보장하도록 요구한다.
의회의 적극성이 국방부에 필요한 변화로 이어지는지는 시간이 말해줄 것이다. 하지만 국방부는 국방 에너지 분야에서 진정으로 주도권을 되찾고 지속하기 위해서는, 새로운 에너지 물질을 시스템에 수용하고, 연구원들과 최종 소비자들 간의 협력을 강화하며, 신속한 혁신을 우선시하는 문화를 조성하기 위한 인수 프로세스의 광범위한 현대화를 가속화해야 한다. 이는 CL-20과 같은 성숙한 물질을 통합할 뿐만 아니라, EMOF와 같은 보다 성능이 높고 새롭게 등장하는 에너지 제형을 추구한다는 것을 의미하며, 새로운 에너지 물질을 개발하고, 연구소에서 전장으로 빠르게 전환할 수 있는 일관된 기반을 구축하는 것이 매우 중요하다.

이는 전자제품, 센서 및 공정을 포함한 체계의 전반적인 최적화와 제형 조정을 통해 군수능력이 완만하고 점진적으로 향상되는 것을 무시하기 위한 것은 아니다. 하지만 CL-20과 같은 잠재력은 보여주었지만 아직 운영체제에 완전히 통합되지 않은 물질들을 발전시키고, 미래의 발전을 위한 유망한 새로운 길을 모색하는 것은 필수적이다. 획기적인 혁신과 체계의 최적화 및 현장 무기로의 통합을 균형 있게 다루는 이러한 다면적 접근법이 기술 우위를 위한 진정한 싸움과 승리를 거둘 수 있을 것이다.

과학적 발견과 전장에서의 활용 사이의 간극은 과학에 관한 것이 아니라 조직의 민첩성과 제도적 적응력에 관한 것이라는 점을 기억해야 한다. 인수 과정을 가속화하고 연구자와 최종 소비자 간의 협업을 강화하며 더 빠른 혁신을 우선시하는 문화를 조성하는 것이 정말 중요하다.

첨단 에너지 소재 분야를 선도하기 위한 과학적 노력이 중요하지만, 진정한 경쟁은 돌파구를 전투에 대비할 수 있는 기술로 신속하고 효과적으로 전환할 수 있는 능력에 있다. 기술 우위를 위한 진정한 싸움은 획기적인 혁신과 시스템 최적화 및 구현의 균형을 맞추는 이 다면적인 접근 방식에서 벌어지고 승리할 것이다.

윌 듀란트는 군사적 오버매치 보장을 전담하는 501(c)(3)인 에너제틱스 기술센터의 사장 겸 COO로, 탄력적인 공급망을 보장하고 인력 수요를 충족하며 미 워파이터들에게 첨단 역량을 위한 산업 기반을 유지하면서 부품 수준의 성능 개선을 주장하고 있다.