버진오빗이 개발한 우주로켓 런처원이 항공기에서 공중 발사되는 모습(사진 왼쪽).항공우주기업 '스트래토론치'가 개발한 대형 항공기 모함이 다양한 자함 형태의 우주발사체, 비행기들을 공중에서 발사하는 모습(오른쪽). /사진 제공=버진오빗, 스트래토론치인공위성·우주탐사선 등을 실어 나르는 우주발사체(우주로켓)는 일반적으로 지상에서 발사된다. 그런데 국방부가 지난달 31일 흥미로운 로켓 개발 계획을 공개했다. 공중 기반 우주발사체를 운용할 수 있는 다양한 플랫폼 등을 개발하겠다는 내용이다. 지상 발사대가 아니라 항공기에 탑재해 공중에서 우주로켓을 쏘아 올리겠다는 것이다.
과학기술정보통신부가 아닌 국방부가 우주로켓 플랫폼 개발에 나서려는 까닭은 무엇일까. 이는 북한의 핵·미사일 도발 여부를 정밀 감시하고 유사시 신속히 예방적 타격을 가하거나 반격 차원의 강력한 응징을 하기 위한 다목적 카드로 풀이된다. 한미 미사일 지침 종료 결정과 한미 간 우주 협력 강화 방침도 중요한 배경이 됐다. 방산 업계의 한 관계자는 “국방부가 공중 발사 우주로켓 플랫폼을 개발하면 여기에 초소형, 혹은 소형 정찰위성 등을 탑재해 저궤도(LEO)에 띄울 것으로 보인다”고 내다봤다. 또한 “중장기적으로는 해당 로켓 기술을 응용한 공중발사탄도미사일(ALBM)을 개발할 가능성도 배제할 수 없다”며 “유사시 북한의 핵·미사일 도발에 대한 억지력을 강화할 수도 있을 것”이라고 전망했다.
버진오빗의 공중발사 우주로켓 '런처원'의 모습/사진제공=버진오빗
버진오빗이 개발한 우주로켓 런처원이 항공기에서 공중발사되는 모습/사진제공=버진오빗지상 아닌 공중 발사 추진하는 까닭은
공중 발사 방식의 장점은 저비용·적시성·탈(脫)지리성이다. 우선 발사 비용이 기존 방식보다 크게 절감된다. 기존의 지상 발사식 우주로켓 비용은 천문학적 수준이다. 미국의 우주 기업 ULA가 간판급 우주로켓인 ‘아틀라스Ⅴ’에 인공위성 등 각종 탑재물을 실어 우주에 보낼 때 고객들에게 청구하는 1회당 발사 총비용은 최저 1억 900만 달러(약 1,210억 원)부터 시작한다. 이는 ULA가 공식적으로 밝힌 일종의 최저 기본 운임일 뿐이고 실제 1회당 발사 비용은 지난해 기준으로 평균 2억 2,500만 달러(약 2,498억 원)에 이르는 것으로 알려졌다. 반면 영국 항공 우주 기업 버진오빗은 공중 발사 우주로켓인 ‘런처원’을 운용하고 있는데 1회 발사 비용은 1,200만 달러(약 133억 원)인 것으로 전해진다. 런처원의 발사 비용이 아틀라스Ⅴ의 평균 발사 비용 대비 약 5.3%에 불과할 정도로 저렴한 셈이다.
1회당 발사 비용이 상대적으로 저렴하기 때문에 군으로서는 유사시 정찰·감청·통신 위성 등을 안보 상황에 맞춰 적시에 자주 발사할 수 있게 된다. 공중 발사 방식은 지상 발사보다 일반적으로 대기 밀도가 낮은 고고도에서 이뤄지기 때문에 기상 조건의 제약도 덜 받는다.
지정학적 발사 제약을 벗어날 수 있는 탈지리성의 효과도 기대된다. 우리 군은 부족한 대북 정찰 자산을 보완하기 위해 최소 10여 기의 소형 위성군을 띄워 실시간에 근접한 수준의 북한 감시를 고려 중인 것으로 알려졌다. 이를 위해 지구 저궤도를 도는 각 소형 위성들의 한반도 일대 정찰 위치 방문 주기를 최소화하려면 보통 경사 각도 45도 수준의 ‘경사궤도’에 위성을 올려야 한다. 그러나 전남 고흥의 나로우주센터에서 지상 발사 방식으로 우주로켓을 쏘아서는 위성을 해당 경사궤도에 올리기 어렵다. 나로우주센터에서 우주로켓을 지상 발사하려면 인접한 중국·일본의 상공을 지나는 문제를 감안해 한반도 남쪽의 제한된 방위각 범위 내에서만 쏴야 하는데 이렇게 되면 경사궤도에 위성을 진입시키기 힘들다는 게 항공 우주 전문가들의 분석이다. 공중 발사 방식은 이 같은 지정학적 제약을 덜 받는 것으로 전해진다.
한반도에서 지상발사가 가능한 발사영역. 일본, 중국 등의 상공 통과 문제를 감안하면 위의 지도에서 보듯 한반도 남단에서 점선의 화살표로 표시된 사이의 영역으로 발사할 수밖에 없다. 이 경우 정찰위성 등이 한반도 주변을 최소한의 시간 간격으로 재방문할 수 있도록 하는 '경사궤도'진입이 어려워 진다. /자료출처=이재우 건국대 항공우주공학과 교수 등의 연구자료신개념 전략 무기로 진화할까
국방부는 일단 위성을 쏘아 올리기 위한 ‘공중 발사 우주로켓’ 개발에 주안점을 두고 있다. 다만 해당 기술을 바탕으로 중장기적으로는 ALBM을 개발할 가능성도 적지 않다는 게 전문가들의 시각이다. 방산 업계의 한 관계자는 “우주로켓과 미사일은 기술의 원류가 같기 때문에 탑재체 자리에 위성이 아닌 탄두를 싣는 탄도미사일로 응용 개발될 여지가 있다”며 “북한이 사실상 탄도미사일인 광명성을 개발했을 당시 추가적인 국제 제재를 피하려고 ‘우주발사체’라고 주장할 수 있었던 것도 궁극적으로 탄도탄과 우주로켓 기술을 구분하기가 쉽지 않기 때문”이라고 설명했다.
스트래토론치의 우주모선이 자함 형태의 우주로켓, 극초음속비행체 등을 공중발사하는 모습. /사진제공=스트래토론치공중 발사 탄도미사일은 평시에 일정한 작전 공역에서 비행하는 항공기에 탑재돼 있다가 유사시 즉각 발사될 수 있다. 그런 만큼 북한이 중대한 무력 도발 조짐을 보일 때 예방적 타격을 하는 데 동원할 수 있을 것이다. 또한 만약 북한이 핵 도발 등을 통해 우리 측 지상군에 선제공격을 하더라도 ALBM을 탑재한 항공기가 이를 회피할 수 있는 공역에 머물면 북한에 보복 응징을 가할 수 있으므로 북한의 섣부른 도발을 억제하는 심리적 효과를 발휘할 수 있다.
현재 우리나라는 지대지 탄도미사일을 기반으로 한 현무 시리즈 개발에 성공해 함대지·잠대지 탄도탄으로까지 파생 범위를 넓히고 있다. 따라서 추가로 신형 탄도미사일을 개발할 수 있는 역량과 기반도 상당히 갖춘 것으로 평가된다.
현무2탄도미사일이 발사되는 장면. 우리나라는 백곰, 현무 시리즈 등 지대지 탄도미사일을 자력개발했고, 함대지 및 잠대지 탄도탄으로 지평을 넓히고 있어 공중발사 탄도탄 개발을 위한 잠재력도 갖췄다. /사진제공=ADD공중 발사체 탑재할 비행기는
우리 군이 공중 발사 우주로켓이나 ALBM을 개발하려면 이를 탑재할 항공기를 확보하는 것도 중요하다. 학계 전문가들은 우리 군이 보유한 KF-16, F-15K 전투기는 물론이고 C-130 허큘리스 수송기 등을 개량하면 ALBM을 탑재할 수 있다고 분석했다.
기존 기종을 개량하지 않고 신형 수송기를 독자 개발해 활용할 가능성도 배제할 수 없다. 마침 한국항공우주산업(KAI)은 최근 우리 군이 보유한 노후 수송기 등을 교체할 중형 수송기의 독자적 개발 방안을 연내에 군에 제안할 것으로 전해져 공중 발사 우주로켓과 연동될지 주목된다.
항공우주기업 스트래토론치가 개발한 공중발사용 모선이 이륙하고 있다. 이 모선은 공중발사용 우주로켓은 물론이고 우주비행선, 극초음속 비행체 등을 여러 대 동시에 탐재해 고공에서 발사할 수 있다. /사진제공=스트래토론치
스트래토론치가 개발한 공중발사 우주선 '블랙아이스'의 이미지/사진제공=스트래토론치재점화된 개발 경쟁
ALBM 개발은 지난 1960년대 미국이 시작했다. 명칭은 ‘AGM-48 스카이볼트(별칭 GAM-87)’ 미사일이다. 장거리 폭격기에 중거리 탄도미사일을 탑재하는 방안이었는데 기술적 한계로 개발이 중단됐다. 1970년대에는 미국 공군이 주도해 대륙간탄도미사일(ICBM)급 미사일을 항공기에 실어 발사하는 시험을 진행했는데 이 역시 전력화 단계에는 이르지 못했다.
근래에는 러시아·중국이 추월하고 나섰다. 러시아는 이미 ALBM급 미사일을 개발해 운용 중인 것으로 전해졌다. 중국도 사거리 3,000㎞급 ALBM 연구 개발에 속도를 내고 있다. 해당 미사일은 2단 고체 연료 엔진 기반이며 핵탄두를 탑재할 수 있는 것으로 평가된다. 중국은 이를 투발할 신형 장거리 전략 폭격기 시험도 이미 진행하고 있다. 실전 배치 시 한국·일본은 물론이고 미국의 괌·알래스카 등도 위협할 수 있다는 게 군사 전문가들의 분석이다.
/민병권 기자 newsroom@sedaily.com
