北 극초음속 미사일 개발, 어떻게 흘러왔나

<2024년 1월14일 작성>

조선이 14일 동해상으로 중거리탄도미사일(IRBM·사거리 3000~5500㎞)을 발사했다. 조선이 탄도미사일을 발사한 건 올해 들어 처음이자 지난해 12월 18일 대륙간탄도미사일(ICBM) 발사 이후 27일 만이다. 한국군에서는 조선이 신형 IRBM을 시험 발사했을 가능성에 주목하고 있다. 일각에선 극초음속 미사일 시험발사 가능성도 거론된다. 

합동참모본부는 “오후 2시 55분쯤 평양 일대에서 동해상으로 발사된 IRBM으로 추정되는 1발을 포착했다”면서 “미사일은 약 1000㎞ 비행 후 동해상에 탄착했다”고 밝혔다. 합참은 “미·일과 북 탄도미사일 관련 정보를 긴밀하게 공유했고, 세부 제원은 종합적으로 분석하고 있다”고 했다. 대통령실도 이날 오후 장호진(국가안보실장) 주재로 안보상황점검회의를 열고 대비 태세를 점검했다.

합참에선 조선이 2023년 11월 엔진 시험에서 성과를 거뒀다고 발표한 신형 고체연료 IRBM의 시험 발사일 수 있다고 보고 제원을 면밀히 분석하고 있다. 조선은 신형 IRBM용 대출력 고체연료 엔진을 개발해 지난해 11월 11일과 14일 1, 2단 엔진의 지상 분출 시험을 진행해 성공했다고 발표한 바 있다. 고체연료 IRBM은 기존 액체연료 IRBM보다 사거리를 더 늘릴 수 있고, 연료 주입 단계가 필요 없어 기습 공격이 가능하다.

조선 미사일 전문가인 권용수(국방대 명예교수)는 극초음속 미사일 가능성을 거론했다. 그는 “일본방위성에서 발표한 대로 최고 고도가 50㎞가 맞는다면, 여러 제원을 고려할 때 북한이 지난해 11월 지상 시험했던 고체연료를 사용한 극초음속 미사일 가능성이 높다”고 밝혔다. 

극초음속 미사일은 마하 5(초속 1.7㎞) 이상으로 비행하는 미사일을 뜻한다. 마하 5는 평양에서 서울까지 2분만에 도착하는 속도다. 조선은 지난 2021년 1월 열렸던 조선노동당 제8차 당대회에서 채택한 ‘국방력 발전 5개년 계획’은 극초음속 무기 개발을 초대형 핵탄두 생산, 고체연료 ICBM 개발, 핵잠수함 등과 함께 ‘최우선 5개 과업’ 가운데 하나로 제시한 바 있다. 

지난해 한미일 3국을 향한 도발 수위를 높이는 동시에 러시아와의 군사 협력을 강화해 왔던 조선은 새해 초부터 양국 간 고위급 교류를 재개하고 나섰다. 조선중앙통신은 최선희(외무상)가 15~17일 러시아를 방문해 세르게이 라브로프(러시아 외무장관)과 회담을 열 예정이라고 밝혔다. 라브로프 장관은 지난해 10월 조선을 방문해 김정은(노동당 총비서)과 최선희를 만났으며, 이 자리에서 최선희에게 편한 시기에 모스크바를 방문해 달라고 요청했다.

<2024년 1월15일 작성>

핵·미사일 위협이 날로 고도화되고 있다. 고체추진 대륙간탄도미사일(ICBM)에 이어 고체추진 극초음속 중장거리탄도미사일(IRBM) 시험발사까지 성공했다. ‘게임 체인저’로 평가받는 극초음속 미사일은 마하 5(초속 1.7㎞)에서 마하 10에 이르는 상상을 뛰어넘는 속도로 비행하는 데다, 50㎞보다 낮은 고도에서 활강하며 회피 기동을 하기 때문에 사실상 ‘한국형 3축체계’(킬체인·한국형미사일방어·대량응징보복)가 무력화될 수 있다는 우려마저 나온다.

조선민주주의인민공화국(이하 조선) 관영 조선중앙통신은 15일 “(미사일총국이) 14일 오후 극초음속 기동형 조종 전투부를 장착한 중장거리 고체연료 탄도미사일 시험발사를 진행했다”며 “시험발사는 성공적”이라고 보도했다. 지난해 11월 IRBM용 대출력 고체연료 엔진을 개발해 1, 2단 엔진의 지상 분출 시험에 성공했다고 발표한 지 두 달만이다. 한국 합동참모본부와 일본 방위성 발표를 종합하면 조선이 전날 평양 일대에서 발사한 극초음속 미사일은 약 15분 동안 최고 고도 50㎞로 1000㎞를 비행해 동해상에 탄착했다.

미사일총국에 따르면 이번 시험발사는 탄두부의 활공과 기동 비행 특성, 새로 개발한 고체연료 엔진 성능을 확인하는 걸 목표로 했다. 다만 고도와 사거리 등의 구체적인 제원을 공개하지 않았다. 노동신문은 시험발사 성공을 짧게 보도하는 한편 “해당 시험발사는 주변국의 안전에 그 어떤 영향도 주지 않았으며 지역 정세와는 전혀 무관하게 진행됐다”며 수위를 조절하는 모습이었다.

오키나와는 물론 괌 미군기지도 타격권

조선이 시험발사한 극초음속 미사일은 현실적으로 패트리엇(PAC)-3뿐 아니라 사드(고고도미사일방어체계)로도 요격하기가 쉽지 않다. 조선이 극초음속 미사일을 실전 배치한다면 당장 평양에서 1400㎞ 떨어진 일본 오키나와는 물론 미국령 괌(3400㎞)까지도 타격권에 들어간다. 평균속도를 마하 5로 계산하더라도 서울은 2분, 오키나와 14분, 괌은 34분 만에 무력화될 수 있다. 마하 10이면 미사일 도착 추정 시간이 절반으로 줄어든다. 주일미군기지 가운데 75%가량이 오키나와에 밀집해 있다. 괌에는 B-52 등 미군 전략자산이 배치돼 있다.

조선이 극초음속 미사일 개발에 뛰어든 건 2021년 1월 열렸던 조선노동당 제8차 당대회에서 ‘국방력 발전 5개년 계획’을 채택하면서부터다. 당시 노동당은 극초음속 무기 개발을 초대형 핵탄두 생산, 고체연료 대륙간탄도미사일(ICBM) 개발, 핵잠수함과 잠수함발사탄도미사일(SLBM) 등과 함께 ‘최우선 5개 과업’으로 제시했다.

이 5개년 계획에 따라 조선은 2021년 9월 28일 극초음속 미사일 화성-8형(극초음속 1형)을, 2022년 1월 5일과 11일에는 극초음속 2형을 시험발사했다. 발표에 따르면 2차 발사에선 좌우 변칙 기동에 성공했고 3차 발사에선 요격미사일을 회피하는 활강 기동에 성공했다. 고체연료를 사용한 극초음속 IRBM 시험발사는 처음이다.

2021년 당대회 결정 이후 3년만에 초고속 고도화

현재 한미가 구상하는 극초음속 미사일에 대응책은 유사시 발사 징후를 신속하게 포착한 뒤 선제 타격한다는 ‘킬체인’이 핵심이다. 관건은 속도다. 하지만 연료 주입에 시간이 오래 걸리고 한 번 주입하면 장기간 발사 대기가 힘든 액체연료가 아니라 연료 주입 절차가 따로 필요 없는 고체연료 기술을 적용하고, 거기다 이동식발사대(TEL)까지 사용한다면 언제 어디서든 은밀하고도 신속하게 발사하는 게 가능해진다.

조선이 보유한 고체연료 탄도미사일은 KN-23(이스칸데르), KN-24(에이테큼스), KN-25(초대형 방사포) 등 단거리 탄도미사일(SRBM·사거리 300~1000㎞)과 준중거리 탄도미사일(MRBM·사거리 1000~3000㎞)인 북극성-2형, ICBM(사거리 5500㎞ 이상)인 화성-18형 등이 있다. 여기에 극초음속 IRBM(사거리 3000~5500㎞)까지 합류하면서 단거리부터 장거리까지 고체연료 포트폴리오를 구성했다.

권용수(국방대 명예교수)는 “1~3차 시험발사를 보면 완전한 극초음속 무기의 역량을 갖추었다고 할 수 없지만 빠르게 정교해지는 건 분명하다”면서 “이번 4차 시험발사는 고체연료를 사용한 2단 추진체계가 더해져 위협 정도가 더 커졌다. 특히 북한이 주력하는 ‘재래식 탄도미사일과 극초음속 무기를 섞어 쏘기 공격’을 감행한다면 제대로 대응하기가 쉽지 않다”고 우려했다. 그는 “북한이 설정한 5개년 계획을 보면 조만간 극초음속 미사일 시험발사를 재개할 가능성이 높다”고 덧붙였다.

정경운(서울안보포럼 연구기획실장)은 “북한이 비대칭 무기체계에 집중하는 걸 고려할 때 당장은 아니더라도 요격이 불가능한 수준으로 고도화되는 건 시간 문제”라고 우려했다. 그는 “극초음속 미사일과 미사일방어체계를 창과 방패로 비유하면, 창이 갈수록 날카로워지니까 방패를 더 두껍게 할 수밖에 없는데 나중에는 방패가 너무 두꺼워 들고 다니기 힘들 정도가 될 수 있다”며 “그게 바로 극초음속 미사일이 가장 무서운 점”이라고 덧붙였다.

국방부는 이날 입장문에서 “우리 군은 북한의 다양한 미사일 위협 억제·대응을 위해 한미 일체형 확장억제 실행력을 제고하고, 한국형 3축체계 등 자체 대응 능력을 강화하고 있다”고 밝혔다. 하지만 이에 대해 익명을 요구한 안보분야 전문가는 “국방부와 합참은 입만 열면 ‘즉강끝’(즉시 강력하게 끝까지 응징)을 강조하지만 극초음속 미사일 자체가 즉강끝과 한국형 3축체계를 ‘파훼’하기 위해 나왔다는 걸 잊으면 안 된다”고 말했다.

<2024년 3월20일>

북한이 신형 중장거리 극초음속 미사일에 사용할 고체연료 엔진 시험에 성공했다고 발표했다. 극초음속 미사일 사거리를 연장하려는 의도로 풀이된다.

조선중앙통신은 지난 19일 평안북도 철산군 동창리 서해위성발사장에서 김정은 국무위원장과 김여정 조선노동당 부부장 등이 지켜보는 가운데 극초음속 미사일에 장착할 고체연료 엔진 지상 분출 시험을 성공적으로 마쳤다고 20일 보도했다.

북한이 지난 19일 오전과 오후 서해위성발사장에서 신형 중장거리 극초음속 미사일용 다단계 고체연료엔진 지상분출 시험을 성공적으로 진행했다고 조선중앙통신이 20일 보도했다. 이날 지상 시험에는 김정은 위원장이 직접 참석했다. 평양 조선중앙통신 연합뉴스

북한이 이번에 고체연료 엔진 시험을 실시한 것은 극초음속 미사일의 사거리를 늘리기 위한 목적인 것으로 풀이된다. 신종우 한국국방안보포럼 전문연구위원은 “지난해 11월 엔진 시험과 비교해 이번엔 화염의 길이가 더 길다. 연소 시간 연장도 확인한 것으로 보인다”며 “괌을 비롯한 미군 증원 전력 기지를 극초음속 미사일로 공격하기 위해 사거리를 늘리려는 시도”라고 진단했다.

김 위원장이 극초음속 미사일의 군사 전략적 가치를 “대륙간탄도미사일(ICBM)에 못지않게 중요하다”고 평가한 것은 요격망을 돌파할 수 있는 속도와 비행 특성 때문이다. 극초음속 미사일은 마하 5(초속 1.7㎞)에서 마하 10에 이르는 속도로 비행한다. 평균 속도를 마하 5로 계산해도 평양에서 일본 오키나와(1400㎞)까지 14분, 괌(3400㎞)까지 34분이면 도달할 수 있다. 50㎞보다 낮은 고도에서 활강하며 회피 기동을 하기 때문에 추적과 요격도 쉽지 않다. 거기다 연료 주입 단계가 필요 없는 고체연료를 사용하면 기습 공격 능력도 갖추게 된다.

북한은 2021년 1월 조선노동당 제8차 당대회에서 채택한 ‘국방력 발전 5개년 계획’에서 극초음속 미사일, 고체연료 ICBM 개발, 핵잠수함, 잠수함발사탄도미사일(SLBM) 등을 최우선 과업으로 제시했다. 그 뒤 2021년 9월 28일 극초음속 미사일 화성-8형(극초음속 1형)을, 2022년 1월 5일과 11일에는 극초음속 2형을 시험 발사했다. 지난해 11월에는 고체연료 엔진 지상 분출 시험을 했고, 올해 1월 14일에는 이 엔진을 장착한 추진체에 극초음속 탄두를 탑재한 중장거리 고체연료 탄도미사일을 시험 발사했다.

통신은 이번 시험을 통해 “신형 중장거리 극초음속 미사일 개발 완성의 시간표가 확정됐다”고 밝혔다. 이는 조만간 이번에 시험한 엔진을 장착한 중장거리 극초음속 미사일을 시험 발사할 것을 내비친 것으로 볼 수 있다.

권용수 국방대 명예교수는 “조만간 괌을 타격할 수 있는 중거리 극초음속 탄도미사일을 시험 발사할 것으로 전망한다”면서 “궁극적으로는 중국이 보유한 둥펑-27 극초음속 탄도미사일(사거리 5000~8000㎞)처럼 미국을 직접 타격할 수 있는 장거리 능력을 갖추고자 할 것으로 본다”고 밝혔다.

합동참모본부 관계자는 “지난 1월 발사한 극초음속 미사일 추진체의 성능을 개량하기 위한 시험을 한 것으로 추정된다. 현재 다양한 측면에서 분석중”이라고 말했다. 이 관계자는 “북한이 언젠가 극초음속 미사일 실전 배치할 수 있겠지만 우리도 넋 놓고 있지는 않다. 북한이 극초음속 미사일을 실전 배치할 때쯤 우리도 대응 체계를 실전 배치할 수 있다”고 덧붙였다.

<2024년 4월3일>

북한이 고체연료를 사용하는 신형 극초음속 중장거리 탄도미사일(IRBM·3000~5500㎞) 시험발사에 성공했다며 ‘미사일 체계 완성’을 선언했다. 이에 대해 합동참모본부는 “비행거리와 궤도 변경을 과장해서 발표했다”며 회의적인 반응을 보였다.

조선중앙통신은 지난 2일 김정은 국무위원장이 지켜보는 가운데 새로 개발한 극초음속 활공비행 전투부(탄두)를 장착한 중장거리 고체탄도 미사일 ‘화성포-16나’를 성공적으로 시험발사했다고 3일 보도했다.

통신은 “평양시 교외의 한 군부대 훈련장에서 동북 방향으로 발사된 이 미사일에서 분리된 극초음속 활공비행 전투부가 예정된 비행궤도를 따라 1차 정점 고도 101.1㎞, 2차 정점 고도 72.3㎞를 찍고 비행해 사거리 1000㎞ 경계선의 조선동해상 수역에 정확히 탄착됐다”고 밝혔다. 발사체에 분리된 탄두부가 탄도탄 요격망 회피를 위한 불규칙한 비행을 하면서 표적을 타격하는 데 성공했다는 주장으로 풀이된다.

김 위원장은 “우리 공화국 무력의 핵전쟁 억제력 제고에서 거대한 변화를 가져오게 될 특대사변”이라면서 “이로써 우리는 각이한 사거리의 모든 전술, 작전, 전략급 미사일들의 고체연료화, 탄두조종화, 핵무기화를 완전무결하게 실현”했다고 의미를 부여했다. 김 위원장이 언급한 전략급 미사일은 전술핵탄두 ‘화산-31’을 탑재할 수 있는 준중거리 탄도미사일(MRBM·사거리 1000~3000㎞)인 ‘북극성-2형’, ICBM(5500㎞ 이상)인 ‘화성-18형’ 등이 있다.

통신이 공개한 사진을 보면 ‘화성포-16나’는 1, 2단 추진체로 구성돼 있다. 탄두부에 장착된 극초음속 활공체(HGV)는 그동안 북한이 주로 시험발사한 원뿔형이 아닌 날개가 달린 비행체 형태의 글라이더형이다. 김동엽 북한대학원대학교 교수는 “지난 1월 14일 발사한 원뿔형을 ‘가’형으로, 어제 발사한 쐐기형을 ‘나’형으로 구분한 것으로 보인다”고 말했다.

장영근 국가안보전략연구원 미사일센터장은 “북한이 이제야 실제적 극초음속 미사일과 HGV를 개발해 처음 시험발사한 것으로 규정할 수 있다”면서 “어제 발사된 북한의 극초음속 미사일은 비행속도가 음속의 15∼18배, 사거리는 4500㎞는 될 것”이라고 평가했다.

합참에선 일부 기술 진전에도 불구하고 북한이 비행거리와 궤도 변경에 대해 과장한 것으로 평가했다. 합참 관계자는 “극초음속 미사일은 미국, 중국, 러시아 등 (미사일 분야) 선진국들도 개발 중인 고난도의 기술이 요구되는 무기체계”라면서 “북한 역시 전력화에 상당한 시간이 걸릴 것으로 본다”고 말했다.