‘스마트 원전’으로 北저궤도 위성폭탄·ICBM 막는다?

지난 1월 6일 북한이 4차 핵실험을 실시했다. 2월 7일에는 장거리 미사일 ‘광명성4호’를 발사했다. 언론들은 “북한이 KN-08 장거리 미사일 여단을 창설했다” “북한, 수천여 발의 탄도탄 보유” “北 풍계리 핵실험장, 언제든 핵실험 가능” 등의 소식을 전했다.

정치권을 포함한 일부에서는 “한국도 NPT를 탈퇴하고 핵무기 개발을 해야 한다”는 주장을 꾸준히 내놓고 있다. 지난 17일에는 국내 원로들이 모여 “미국과 전술핵무기 재배치를 요구하고, 한국과 공동운영하도록 협의하라”는 내용의 성명을 발표했다.

한국 정부는 북한 핵무기와 미사일 위협의 심각성을 깨달은 듯 ‘사드(THAAD)’ 요격 미사일의 한국 배치를 미국 정부와 협의한다고 밝혔다.

언론을 통해 전해지는 한국 정치권, 학계, 언론계에서 나오는 ‘북핵 위협 대응방안’을 보면, 사실 한숨만 나온다. 북한 김정은 집단과 핵무기 사용법에 대한 시각이 지나치게 협소해서다.

북한 핵미사일, 미국 아니면 절대 막을 수 없다?

“북한의 탄도 미사일은 절대 막을 수 없다.”

현재 한국의 ‘자칭 지도층’ 머릿속에 박힌 고정관념 가운데 하나다. 주변에서 다양한 정보를 제공해줘도 대체 듣지를 않는다. 이런 ‘자칭 지도층’ 가운데 일부는 “북핵 위협 때문에 미국을 믿어야 한다”는 논리를 내세운다.

틀린 말은 아니지만 美정부 입장에서 들으면 "우리가 한국 하인이냐"며 매우 기분 나빠할 말이다. 특히 "핵무기를 공동관리하자"는 주장은 '도전'이나 마찬가지다.

사실 2차 세계대전 당시 독일이 V-2라는 탄도 미사일을 처음 개발한 뒤 세계는 이를 막을 수 있는 방안을 다양하게 연구했다. 특히 냉전 시기 동안 미국과 소련은 상대방의 핵미사일을 막고 빈틈을 노리는 방안을 꾸준히 연구했다.

당시 미국은 ‘나이키 허큘리스’를 개량한 ‘나이키 제우스’라는 ABM(탄도 미사일 방어 미사일)을 개발해 냈고, 소련 또한 이를 따라 ‘가로쉬’라는 미사일을 개발했다. 양측은 ‘방어용 수단’을 만들어 냈지만 오히려 불안감은 더욱 커졌다. ‘방패’가 생겼다는 소식에 서로 더욱 강력한 ‘창’을 준비하기 시작했기 때문이다.

이 시기를 전후로 나온 핵무기들이 저궤도 위성 핵무기(FOBS, 부분궤도폭격시스템)나 개별유도다탄두(MIRV)와 같은 것들이다. 결국 미소는 1972년 ABM 조약을 체결하면서, 자국 수도 외에 1곳에만 ABM을 배치할 수 있도록 약속해, 핵무기 개발 경쟁은 ‘상호확증파괴(MAD)’에 더욱 충실하게, “더 많은 핵무기를 보유하는 것”으로 방향을 바꿨다.

1970년대까지 미소 양국은 핵무기를 사용하는 것은 확실한 멸망 방법이라고 믿었다. 하지만 로널드 레이건 美대통령이 1981년 ‘전략방위구상(SDI)’을 주창하면서부터 양측 간의 ‘비대칭’이 생기기 시작했다.

1980년대 후반 소련이 개방정책을 펴고, 1990년대 동구권 전체가 와해되면서 SDI 계획은 백지화되는 듯했지만, 과학은 계속 발전했고 탄도 미사일과 핵무기를 입수하려는 ‘불량국가들’은 여기저기서 나타났다.

1990년대에는 ‘불량국가들’의 순항미사일 공격 방어에 고심하던 미국은 2002년 ABM 조약을 일방적으로 탈퇴한다. 이란, 이라크, 북한, 시리아 등이 순항미사일을 넘어 탄도 미사일을 개발하기 시작했고, 이들 간의 협력을 통해 핵무기 개발을 준비 중인 사실을 포착했다는 것이 이유였다.

이후 부시 美행정부는 ‘미사일 방어(MD)’ 계획을 본격적으로 추진, 현재에 이르고 있다. 미국은 ‘다층다중 방어체계’를 갖추기 위해 꾸준히 연구개발을 하고 있다.

적국이 탄도 미사일을 발사할 때에는 ABL 등과 같이 발사 로켓을 폭파하는 무기를, 지구 궤도상을 비행할 때에는 GBI와 같은 지상 배치 초장거리 요격 미사일이나 이지스함에 배치한 SM-3을, 美본토나 동맹국에 핵탄두가 가까워지면 ‘사드(THAAD)’ 미사일을, 마지막으로 영공에 가까워지면 패트리어트 PAC-3 미사일로 요격한다는 계획이다. 그리고 이 과정을 모두 확인하고 통제하기 위한 인공위성 조기경보 시스템과 초장거리 감시 레이더(X-밴드 레이더) 등도 개발했다.

하지만 부시 행정부의 MD 계획은 아프가니스탄과 이라크에서의 전쟁, 전 세계 동시다발적인 테러와의 전쟁 등으로 막대한 재정적자를 겪으면서, 계속 연기됐다. 이 MD 계획의 일환으로 개발하던 ‘전술용 레이저 무기’나 ‘공중발사레이저무기’ 등은 개발을 중단하고 ‘무기한 보류’ 조치했다.

한 발에 7,500만 달러라는 GBI 미사일, 미사일과 레이더, 사격통제장치 등 1개 포대를 모두 갖추는 데 15억 달러가 소요된다는 ‘사드’ 미사일 등은 높은 가격에다 시험발사 당시 낮은 명중률 때문에 위기를 겪기도 했다. 미국은 그러나 결국 모든 시스템의 개발에 성공했다.

이런 우려곡절 끝에 미국은 2016년 현재 GBI 미사일은 30여 기를, 사드 미사일은 4개 포대를 美본토에 실전배치해 놓은 상태다. SM-3 미사일을 장착한 이지스함은 모두 21척이나 된다. 

여기까지만 보면 한국이 북한의 핵무기와 탄도 미사일 위협을 막기 위해서는 미국에 기대는 것 외에는 방법이 없어 보인다. 하지만 1991년 남북 한반도 비핵화 선언 이후의 추이를 보면, 북한의 핵위협은 단기적인 대응뿐 아니라 장기적인 전략도 필요하다는 점을 알 수 있다.

미국·이스라엘, 왜 ‘레이저 요격무기’ 개발 중단했을까?

한국에서 서남쪽으로 8,000km를 가면 중동에 있는 인구 800만 명의 작은 나라에 다다를 수 있다. 주변국 대부분이 ‘적’이라는 강소국 이스라엘이다. 이스라엘은 2013년 말 기준으로 152억 달러를 국방비로 사용했다. 이는 절대액수에서는 크지 않다는 말을 듣겠지만, GDP의 6% 안팎(한국 비율의 2배 이상)에 이를 정도로 엄청난 비용이다.

이스라엘 입장에서 그나마 다행힌 점은 2008년 이후 미국으로부터 연 30억 달러 내외의 군사원조를 받고 있다는 점이다. 미군이 이스라엘에 병력과 장비를 주둔시키지 않는 대신이다.

한국 사회에서는 “유대인이 미국을 지배한다”는 음모론 탓에 미국과 이스라엘의 관계가 부풀려져 알려져 있지만, 미국은 이스라엘과 종종 대외전략을 놓고 강하게 충돌하기도 한다. 대표적인 사례가 2015년 7월 ‘이란 핵합의’를 놓고 네타냐후 총리와 오바마 대통령이 충돌한 일이다. 이 외에도 잘 알려지지 않은 사례가 바로 ‘탄도탄 요격무기 공동개발 취소’다.

이스라엘은 자체적인 미사일 방어 체계를 만들기 위해 오래 전부터 연구해 왔다. 그 체계 가운데 하나로 레이저 무기도 연구했다.

1996년 7월 이스라엘은 미국과 함께 레이저 방공 요격무기를 개발하기로 협약을 맺었다. 스텔스 폭격기 제조사로 유명한 美 ‘노스롭 그루먼’이 이스라엘 방산업체 ‘라파엘’과 손을 잡았다. 요격용 레이저의 이름은 ‘노틸러스 레이저’, 나중에는 ‘전술용 고에너지 레이저’라는 프로젝트 이름을 쓴다. 이후 이스라엘과 미국은 ‘스카이가드’라는 상품명을 사용했다.

이스라엘과 미국의 공동개발은 순조로운 듯이 보였다. 이들은 2000년 6월 美뉴멕시코의 화이트 샌드 미사일 시험장에서 ‘레이저 무기’로 방사포를 요격하는데 성공했다. 2002년 11월에는 155mm 포탄을 공중에서 요격하는데 성공했다는 외신보도가 나왔다. 2007년 5월에만 해도 “내년에 레이저 요격 무기를 도입할 것”이라는 보도가 나올 정도였다.

하지만 2008년부터 이스라엘과 미국 간에 불협화음이 나타났고, 결국 2009년 레이저 요격무기 공동개발을 전면 포기했다. 美정부는 노스롭 그루먼을 통해 지원하던 개발 자금도 끊었다. 이후 이스라엘은 개발비용이 적게 드는 ‘아이언 돔’에 집중, 실전배치한 뒤 2014년 7월 하마스와의 전투에서 유용하게 사용했다.

이스라엘은 ‘아이언돔’을 배치해 실전에서 사용한 뒤에도 레이저 무기와 탄도탄 요격 미사일 개발을 게을리 하지 않았다. 그 노력의 결과 이스라엘은 ‘아이언빔’과 함께 ‘애로우 2’와 ‘애로우 3’ 요격 미사일을 모두 개발해 냈다. 이스라엘은 현재 '탄도탄 요격용 레이저'를 계속 개발 중이라고 한다.

2009년 이스라엘과 미국이 레이저 요격 무기 공동개발을 끝낸 데에는 미국 내의 정치적 문제도 있었지만, 무엇보다 레이저 무기 자체의 한계 탓이 컸다. 포탄이나 소형 방사포를 요격하는 데는 100kw 급 레이저로 충분하다. 사정거리 또한 10km 이내면 된다.

하지만 탄도 미사일을 제대로 요격하기 위해서는 최소한 1Mw급 이상의 출력을 가져야 한다. 최소한 100배 이상의 출력을 가져야 한다는 뜻이다. 미국이 50억 달러 이상의 비용을 투입하고도 결국 취소했던 ‘공중발사레이저(YAL-1)’의 경우에도 1Mw급 레이저를 사용한 뒤에야 300km 거리 소형 목표를 파괴했다고 한다. 이 YAL-1은 보잉의 B-747 여객기 전체를 무기로 만들 정도의 크기였다.

반면 이스라엘과 미국이 개발했던 ‘스카이가드(또는 아이언빔)’은 컨테이너 트레일러의 크기에 모든 장비를 집어넣은 뒤 전력을 생산, 레이저를 쏘는 것이어서 출력에 한계가 있었다. 이것 또한 향후에는 미군 전술용 차량 ‘험비’에 탑재할 정도로 소형화한다는 계획 아래 개발했기 때문에 전력 용량과 레이저 지속 시간 등에서 계속 한계에 부딪혔던 것이다.

탄도탄 요격용 레이저와 ‘스마트 원전’이 만난다면…

일단 레이저 무기로 탄도 미사일을 요격하기 위해서는 출력도 1Mw급 이상이어야 하고, 강력한 전력을 지속적으로 제공할 수 있어야 하며, 여기에 걸맞은 레이저 발진 시스템도 만들 수 있어야 한다. 확인 결과 레이저 무기의 가장 큰 문제는 역시 전력 공급이었다.

이스라엘은 물론, 미국, 독일, 중국, 러시아, 프랑스, 한국 등이 개발 중인 레이저 무기는 궁극적으로 모두 ‘이동형 전술 장비’ 개념으로 접근하고 있었다. 하지만 만약 고출력 레이저 무기를 주요 시설 방어를 위한 ‘지상고정 전략 장비’ 개념으로 만든다면 어떨까.

여기에 가장 어울리는 전력 공급 장치는 사실 원자력 발전소다. 하지만 북한과 같은 ‘불량국가’들이 보기에는 이것이 ‘일석이조의 목표’처럼 여겨질 수도 있다. 대부분은 이 점 때문에 ‘지상 고정형 레이저 요격무기’가 의미 없다고 생각할 것이다. 그러나 한국에는 이미 좋은 대안이 있다. 바로 ‘스마트 원전’이다.

2050년까지 전 세계적으로 크게 증가할 소형 원전 수요에 대응하기 위해 개발한 ‘스마트 원전’은 SMR(소형 모듈형 원자로)의 일종이다. 일반적인 원전과는 달리 방사성 폐기물도 거의 없고, 외부 충격 등으로 인한 방사능 유출 가능성도 없는 것이 특징이다. 대량의 물로 냉각할 필요가 없는 ‘공랭식 원자로’를 만들 수도 있다.

2015년 9월 한국원자력연구원은 사우디아라비아 정부와 ‘스마트 원전’의 상세설계계약(PPE)을 체결했다. 100Mwe급 원전 2기를 사우디아라비아 현실에 맞게 설계해주고 짓기로 한 것이다. 이 ‘스마트 원전’은 100Mwe 출력을 내는 원전임에도 크기는 3층 건물 정도로 작다.

그렇다면, 이 ‘스마트 원전’을 전력 공급용으로 해서 한반도의 고지대에 지상고정형 레이저 요격 무기를 만든다면 어떨까. 2010년 북한의 연평도 포격 도발 이후 도입해 잘 사용하고 있는, 이스라엘제 ‘슈퍼 그린파인 레이더’와 ‘스마트 원전’을 베이스로 한 레이저 요격 무기라면, 북한의 중단거리 탄도탄 요격에 적절하지 않을까.

“그런 걸 만드려면 레이저 발진기를 새로 개발해야 하지 않느냐”는 질문이 나올 수도 있다. 하지만 그 부분은 상당히 희망적이다. 국책연구기관인 ‘광주과학기술원 고등광기술연구소’에서 2010년, 1,000조 분의 30초(30펨토초) 동안 1페타와트(1,000조 와트)의 출력을 생산해 내는 실험에 성공한 바 있다.

무기용으로는 1990년대 후반부터 두산 계열사가 서울 K대 연구진과 함께 고출력 전술용 레이저 무기를 계속 개발하고 있다. 2007년 11월에도 ‘조선일보’에 “국방과학연구소(ADD)와 두산 계열사 등이 레이저 무기를 개발, 수백 m 바깥의 목표물을 파괴했다”고 보도한 바 있다. 이후로도 한국 자체적인 레이저 무기 개발은 계속 진행되는 것을 확인했다.

美전술핵 재배치, 핵무장론 보다 ‘정치적 부담’ 적은 방법

북한의 4차 핵실험과 장거리 미사일 발사 이후 한국 사회에서 거론되는 ‘北핵위협 대응방안’ 논의 내용을 보면, 사실 ‘비분강개’하는 마음으로 가득 차 있을 뿐 현실적으로 어떻게 강대국의 반대를 극복할 것이며, 어떤 능력을 갖춰야만 북한은 물론 中공산당, 러시아의 위협에 자체적으로 대응할 수 있는가에 대한 논의는 찾아보기 어렵다.

앞서 언급한 레이저 요격 무기는 ‘이동형 고출력 장비’가 아니라면 ‘방어용 무기’로 인정받는다. 북한 김정은 집단과 같은 적이 탄도 미사일이나 방사포를 쏘지 않는 이상에는 사용할 일이 없기 때문이다.

비용 면에서나 안전성 면에서도 우수한 편이다. 美해군이 강습상륙함(LPD) ‘폰스’호에 설치한 근접방어용 무기 ‘LaWS’의 경우 한 번 발사 비용은 1달러 안팎에 불과하다. 美공군이 실험했던 YAL-1 또한 한 번 발사 비용이 1,000달러 미만이었다고 한다.

레이저 요격 무기를 만들게 되면, 미국과의 전략적 협조도 상당한 시너지 효과를 낼 수 있다. 주한미군이 기존에 배치해 놓은 패트리어트 PAC-3 미사일은 물론 미국이 본토 방어용으로 배치해 놓은 GBI 미사일이나 이지스함에 장착한 SM-3 미사일, 주한미군에 배치하려는 ‘사드’ 미사일과 함께 레이저 요격 무기를 사용할 경우 ‘적’이 탄도탄을 발사하는 초기 단계 대응 능력이 대폭 향상되고, 결과적으로는 전체적인 미사일 방어 능력이 개선된다.

아무튼 '스마트 원전'을 이용한 전략용 레이저 요격 무기를 개발할 때 이스라엘과 손을 잡고, 산업통상자원부와 ADD, 정부가 제공한 '무기개발자금'을 딴 곳에 사용하는 '불량 재벌'만 제외시킨다면, 개발 성공 가능성은 매우 높아 보인다.

무엇보다 중요한 점은 레이저 요격무기를 먼저 만들면, 한국이 핵무기를 개발하고자 할 때의 반대 세력들이 크게 줄어들 수 있다는 것이다.

다른 나라들이 아직 개발 중인 요격 무기를 한국이 한 발 앞서 만들어 배치할 경우, 그런 상황에서도 북한이나 주변 강대국의 ‘핵위협’이 문제가 될 때 “우리는 생존을 위해서라도 핵전력이 필요하다”고 말한다면, 어떤 서방 강대국이 쉽게 반대할 수 있을까.

일본 우익이 한국을 따라 하려고 한다면, “북한이나 주변 강대국의 위협 속에서 우리가 당신네 방패 역할을 하는데 왜 나서느냐”고 지적하면, 일본 국민은 물론 미국 정부는 일본 우익에게 뭐라고 하겠는가.

북한의 핵실험과 장거리 미사일 발사, 대남 테러 역량의 결집 소식 등으로 비분강개하는 것은 십분 이해가 된다. 하지만 국제사회는 철저히 이익과 명분을 내세운 ‘싸움의 장’이다. ‘깡패집단’인 김정은 체제에 맞선다고 해서 세계 모든 국가가 한국인의 편을 들 것이라는 생각은 냉전 시절에나 통하던, 한낱 착각에 불과하다.