• 韓半島 縱深距離 짧아 邀擊可能高度 制限的
• 大邱 配置하면 平澤 美軍基地는 防禦 可能
• 首都圈 防禦엔 原州, 東海岸 原電 防禦엔 大邱가 有利
• 原州-大邱 2個 砲隊 配置하면 費用 對備 效用 up

北韓이 1月 6日 奇襲的으로 4次 核實驗을 敢行한 데 이어 2月 7日 長距離 로켓 光明聖號를 發射해 光明星 4號 衛星을 宇宙 軌道에 올렸다. 우리 政府는 로켓 發射 直後 增大하는 北韓의 威脅에 對應하기 위해 韓美同盟의 미사일 防禦 態勢를 强化하는 措置로서 美國과 駐韓美軍의 사드(THAAD, 高高度미사일防禦體系) 韓半島 配置와 關聯한 公式 協議를 始作한다고 發表했다.
高高度에서 미사일을 防禦하는 사드는 果然 北韓의 核미사일을 어느 程度 막아낼 수 있을까. 軍事的 實用性은 있는 것일까. 國家 安保에 實質的 도움이 얼마나 되는지 判斷하고자 사드의 性能에 對한 定量的 分析을 試圖했다. 韓半島 狀況에서 사드의 效用에 對한 技術的 分析은 이番이 처음이다. 이 分析을 통해 韓半島 戰場 環境에서 核彈頭 搭載 可能性이 높은 勞動미사일로 北韓이 韓國의 人口 密集地域, 主要 軍事施設, 國家 期間施設 等을 攻擊할 때 사드 配置 位置에 따른 미사일의 邀擊 成功 可能性을 살펴볼 수 있다.
言論 報道에 따르면 京畿 平澤, 江原 原州, 大邱(慶北 漆谷郡 倭館) 等地 中 1곳에 1個 包袋를 配置하는 것을 考慮하는 것으로 알려졌다. 大邱를 有力한 候補地로 꼽고 있다는 說이 나돌았으나 美國이 平澤을 最適의 候補地로 考慮해왔다는 報道도 나왔다. 사드 레이더의 電磁波 危險 半徑이 最大 5.5㎞라는 主張이 있는데, 平澤은 都市 地域이 大部分이라 包袋를 配置할 空間을 찾기가 어렵다는 指摘도 있다. 1個 砲隊 配置 費用은 1兆~1兆5000億 원으로 傳해지며, 韓國이 敷地를 提供하고 美國이 展開費用을 負擔하는 方式이 考慮된다고 한다.
사드의 레이더 및 邀擊 미사일에 對한 細部 性能 데이터를 얻기 힘든 터라 制限된 可用 데이터를 基準으로 性能 및 諸元을 驛算出해 邀擊 性能 分析 資料로 使用했다는 點을 밝혀둔다.

平澤·原州·大邱(倭館) 擧論

韓國에 가장 威脅이 되는 北韓의 潛在的 核彈頭 미사일은 四거리가 1300~1500㎞에 達하는 中距離 미사일 勞動이다. 勞動미사일의 길이 및 直徑은 各各 16m와 1.35m, 推進劑(劑) 重量은 13t, 乾燥 重量은 2t으로 豫測된다. 또한 比推力 226秒, 燃燒時間 110秒, 推力 260kN으로 推定해 分析을 遂行했다.
北韓이 人口 密集地域인 서울, 國軍 指揮本部가 位置한 忠南 계룡대, 國家 核心施設인 慶南 古里原電을 標的 삼아 攻擊할 때로 事例를 나눠 勞動미사일의 이 같은 諸元 및 性能을 基盤으로 軌跡을 分析했다. 勞動미사일은 적은 量의 推進劑를 搭載하는 方式으로 最長 四거리에 못 미치는 558㎞로 發射되며 飛行軌跡의 最高 高度는 147㎞에 머물 것으로 보인다.
이 分析에선 勞動미사일을 基本的인 形態의 單一 彈頭를 가지는 彈道미사일로 假定했으며 多彈頭 形態나 미사일의 回避機動은 考慮하지 않았다. 勞動미사일을 邀擊할 사드의 諸元 및 特性은 美國이 公開한 內容을 參照했으며, 特性 및 性能은 公開된 諸元을 基盤으로 導出했다. 〈그림 1〉李 사드 邀擊 미사일의 諸元 및 形象이다. 사드 미사일의 性能은 公開된 것보다 發展했을 것으로 보인다.
公開된 사드 미사일의 重量은 900㎏인데, 推進劑 質量, 乾燥 質量, 比推力 等 飛行軌道 分析에 必要한 細部 情報는 알 수 없다. 이 分析에서는 一般的인 固體 로켓 推進劑를 考慮해 性能을 나타내는 比推力은 270秒, 燃燒時間은 17秒, 離陸 加速度는 11.2g로 假定했으며 比推力과 미사일의 諸元을 바탕으로 사드 미사일이 最高 邀擊고도인 150㎞ 以上까지 上昇하는 데 要求되는 推力(140kN)과 推進劑 重量(630㎏)의 組合을 推定했다.
사드 미사일은 發射 準備 前에 敵의 미사일을 探知하고 識別해야 한다. 探知와 識別에 所要되는 時間은 2012年 北韓이 銀河 로켓을 發射했을 때 國軍 世宗大王艦 레이더의 探知 및 識別 事例를 基準으로 産出했다. 사드 發射 準備 所要時間은 總 110秒로 假定했으며, 〈그림 2〉와 같이 미사일 發射 節次를 區分해 段階別로 所要되는 時間을 더했다. 미사일 探知 및 識別부터 發射 準備까지 사드 미사일 發射를 위해 所要되는 總 時間은 203秒로 豫測된다. 探知, 識別을 마치고 打擊 決心을 하기까지 決코 길지 않은 時間이다.
北韓이 後方의 미사일 運用地域(營邸吏 機智)에서 核彈頭를 裝着한 勞動미사일로 서울, 忠南 계룡대, 慶南 古里原電에 對한 攻擊을 敢行한다는 假定 아래 平澤, 原州, 大邱 等에 配置가 考慮되는 사드 미사일을 통해 敵의 미사일을 邀擊할 수 있는 發射可能時間, 邀擊可能時間, 邀擊可能高度, 四거리 等을 分析했다. 서울을 攻擊하는 境遇를 [Case 1], 계룡대를 攻擊하는 境遇를 [Case 2], 古里原電을 攻擊하는 境遇를 [Case 3]로 表記했다.


[Case 1] 서울 攻擊
〈그림 3〉은 勞動미사일이 서울을 攻擊할 때 平澤에 配置된 사드 미사일로 邀擊하는 境遇(Case 1-1)와 關聯해 사드 미사일의 軌跡 및 最長 四거리를 보여준다. 사드 邀擊可能 最低高度(40㎞), 사드 體系의 發射 準備時間을 考慮한 邀擊可能 最高 高度, 사드미사일 性能만을 考慮한 邀擊 可能 最高 高度 等을 考慮해 邀擊古都를 分析했다. 이는 該當 사드 配置 地域에서 미사일 性能만을 考慮할 때 邀擊이 可能한 高度라도 사드 發射 準備가 完了되지 못하면 時間 內에 發射를 못해 邀擊이 不可能한 狀況이 發生할 수 있기 때문이다.
A는 平澤에 配置된 사드를 통해 서울을 目標로 날아오는 勞動미사일을 邀擊할 수 있는 最高 高度 및 最長 射距離(高度 94.4㎞ 및 射距離 144.5㎞)다. 이는 사드 미사일의 性能만을 考慮할 때 到達할 수 있는 高度와 四거리로서 勞動미사일의 探知 및 識別, 사드 發射準備에 要求되는 總 時間인 203秒 以前에 사드 미사일을 發射해야 邀擊이 可能한 高度라 實際 邀擊은 不可能하다고 할 수 있다.
B는 探知, 識別 및 사드 發射準備時間 等을 모두 考慮한 後 邀擊이 可能한 最高 高度 73.4㎞ 및 射距離 115.0㎞를 나타낸다. C는 사드의 邀擊이 可能한 最小 運用高度 40㎞를 基準으로 分析한 最低 高度 41.3㎞ 및 射距離 79.6㎞를 보여준다. 
〈그림 3〉에서 보는 바와 같이 勞動미사일의 서울 攻擊 時 平澤에 配置된 사드 미사일로 邀擊하는 境遇(Case 1-1)에 邀擊이 可能한 高度는 41.3~73.4㎞(B와 C) 範圍로 限定됨을 알 수 있다.


〈그림 4〉는 平澤에서 사드 미사일로 勞動미사일을 邀擊하는 境遇 勞動미사일의 飛行時間에 따른 高度 및 射距離 그래프를 나타내며, 時間 進行에 따른 사드 發射準備 所要時間, 發射可能時間, 邀擊可能高度 進入時間, 邀擊可能時間 等을 보여준다.
邀擊可能高度 進入時間은 勞動미사일의 下降高度가 사드의 運用高度로 알려진 40~150㎞를 지나는 時間을 意味한다. 發射可能時間은 邀擊 미사일 發射準備가 完了된 後부터 該當 사드 미사일 發射地點에서 勞動미사일이 下降高度 40㎞ 以下를 지나기 前까지 邀擊할 수 있는 時間을 意味한다. 이 時間은 사드 미사일의 飛行時間까지 考慮한 것이며, 이 時間 內에 邀擊 미사일을 發射해야 勞動미사일을 邀擊할 수 있음을 의미한다. 邀擊可能時間은 發射可能時間 동안 發射된 사드 미사일이 實際 勞動미사일을 邀擊할 수 있는 時間帶를 의미한다. 서울을 向해 發射된 勞動미사일을 平澤에서 사드 미사일을 쏘아 邀擊하는 境遇 發射할 수 있는 時間은 總 70初任을 알 수 있다.




〈그림 5〉는 勞動미사일이 서울을 攻擊할 때 原州에 配置된 사드 미사일로 邀擊하는 境遇(Case 1-2)다. Case 1-1처럼 A는 實際 邀擊이 不可能한 古都이며, B는 探知, 識別 및 사드 發射準備時間 等을 모두 考慮한 後 邀擊이 可能한 最高 高度 84.8㎞ 및 射距離 113.2㎞를 나타낸다. C는 사드의 邀擊이 可能한 最小 運用高度 40㎞를 基準으로 分析한 最低 高度 41.3㎞ 및 射距離 80.7㎞를 보여준다. 따라서 勞動미사일의 서울 攻擊 時 原州에 配置된 사드 미사일로 邀擊하는 境遇[Case 1-2]에 邀擊이 可能한 高度는 41.3~84.8㎞(B와 C) 範圍로 限定됨을 알 수 있다.


〈그림 6〉은 原州에서 사드 미사일로 서울을 向하는 勞動미사일을 邀擊하는 境遇(Case 1-2), 勞動미사일의 飛行時間에 따른 高度 및 射距離 變化와 이에 따른 사드 미사일 關聯 타임라인을 나타낸다. 서울을 向해 發射된 勞動미사일을 原州에서 邀擊 미사일로 邀擊하는 境遇 사드 미사일을 發射할 수 있는 時間은 總 84初任을 알 수 있다. 平澤의 境遇보다 14秒假量 餘裕가 있다.

[Case 2] 계룡대 攻擊
〈그림 7〉은 勞動미사일의 계룡대 攻擊 時 平澤에 配置된 사드 미사일로 邀擊하는 境遇(Case 2-1)에 對해 사드 미사일의 軌跡 및 最長 四거리를 보여준다. Case 1과 同一한 方法으로 分析했다. Case 1처럼 A는 實際 邀擊이 不可能한 古都이며, B는 邀擊할 수 있는 最高 高度 110.1㎞ 및 射距離 46.2㎞를 나타낸다. C는 사드의 邀擊이 可能한 最小 運用高度 40㎞를 基準으로 分析한 最低 高度 40.2㎞ 및 射距離 57.1㎞를 보여준다. 따라서 勞動미사일의 계룡대 攻擊 時 平澤에 配置된 사드 미사일로 邀擊하는 境遇(Case 2-1)에 邀擊이 可能한 高度는 40.2~110.1㎞ 範圍(B와 C)로 限定된다. 


〈그림 8〉은 계룡대로 向하는 勞動미사일을 平澤에서 사드 미사일로 邀擊하는 境遇(Case 2-1) 사드 미사일 關聯 타임라인이다. 계룡대를 向해 發射된 勞動미사일을 平澤에서 사드 미사일로 邀擊하는 境遇 미사일을 發射할 수 있는 時間은 總 115秒 程度다. 


〈그림 9〉는 勞動미사일의 계룡대 攻擊 時 原州에 配置된 사드 미사일로 邀擊하는 境遇(Case 2-2) 사드미사일의 軌跡 및 最長 四거리를 보여준다. Case 2-1처럼 A는 實際 邀擊이 不可能한 古都이며, B는 探知, 識別 및 사드 發射準備時間 等을 모두 考慮한 後에 邀擊할 수 있는 最高 高度 116.2㎞ 및 射距離 63.8㎞를 나타낸다. C는 사드의 邀擊이 可能한 最小 運用高度 40㎞를 基準으로 分析한 最低 高度 40.3㎞ 및 射距離 110.3㎞를 보여준다. 따라서 勞動미사일의 계룡대 攻擊 時 原州에 配置된 사드 미사일로 邀擊하는 境遇(Case 2-2)에 邀擊이 可能한 高度는 40.3~116.2㎞ 範圍로 限定됨을 알 수 있다.  


〈그림 10〉은 原州에서 邀擊 미사일로 계룡대로 向하는 勞動미사일을 邀擊하는 境遇, 勞動미사일의 飛行時間에 따른 高度 및 射距離 變化와 이에 따른 사드 미사일 關聯 타임라인을 나타낸다. 계룡대를 向해 發射된 勞動미사일을 原州에서 邀擊 미사일로 邀擊하는 境遇 사드 미사일을 發射할 수 있는 時間은 總 99初任을 알 수 있다.  
勞動미사일의 계룡대 攻擊 時 大邱에 配置된 사드 미사일로 邀擊하는 境遇(Case 2-3)에 對해서도 Case 2-1과 同一한 方法으로 分析했으나, 紙面 關係上 그림은 省略하기로 한다. Case 2-1과 類似하게 A는 實際 邀擊이 不可能한 古都이며, B는 이들 探知, 識別 및 사드 發射準備時間 等을 모두 考慮한 後에 邀擊할 수 있는 最高 高度 70.1㎞ 및 射距離 174.7㎞를 나타낸다. C는 사드의 邀擊이 可能한 最小 運用高度 40㎞를 基準으로 分析한 最低 高度 40.1㎞ 및 射距離 152.8㎞를 보여준다. 따라서 勞動미사일의 계룡대 攻擊 時 大邱에 配置된 사드 미사일로 邀擊하는 境遇(Case 2-3)에 邀擊이 可能한 高度는 40.1~70.1㎞ 範圍로 限定됨을 알 수 있다. 大邱에서 사드 미사일을 利用해 邀擊하는 境遇 發射할 수 있는 時間은 總 68秒다. 

[Case 3] 古里原電 攻擊
〈그림 11〉은 勞動미사일의 古里原電 攻擊 時 大邱에 配置된 사드 미사일로 邀擊하는 境遇(Case 3) 사드 미사일의 軌跡 및 最長 四거리를 보여준다. Case 2처럼 A는 實際 邀擊이 不可能한 古都이며, B는 이들 探知, 識別 및 사드 發射準備時間 等을 모두 考慮한 後에 邀擊할 수 있는 最高 高度 121.1㎞ 및 射距離 91.7㎞를 나타낸다. C는 사드의 邀擊이 可能한 最小 運用高度 40㎞를 基準으로 分析한 最低 高度 40.8㎞ 및 射距離 48.2㎞를 보여준다. 따라서 勞動미사일의 古里原電 攻擊 時 大邱에 配置된 사드 미사일로 邀擊하는 境遇(Case 3)에 邀擊이 可能한 高度는 40.8~121.1㎞ 範圍로 限定됨을 알 수 있다. 


〈그림 12〉는 大邱에서 사드 미사일로 고리 原電을 向하는 勞動미사일을 邀擊하는 境遇의 타임라인이다. 古里原電을 向해 發射된 勞動미사일을 大邱에서 邀擊 미사일로 邀擊하는 境遇 사드 미사일을 發射할 수 있는 時間은 總 153初任을 알 수 있다.

制限된 時間에 邀擊해야

앞서 勞動 核미사일의 主要 標的인 서울, 忠南 계룡대 및 古里原電 攻擊에 對해 平澤, 原州, 大邱 等 各 사드 配置 地域別 邀擊 能力을 分析한 結果를 綜合하면 〈表 1〉과 같다. 大邱에 1個 包袋를 配置할 境遇 서울을 攻擊하는 核미사일은 邀擊하지 못한다. 大邱에 配置하면 平澤의 駐韓美軍 基地를 攻擊하는 北韓의 核미사일은 邀擊할 수 있지만, 首都圈 人口 密集 地域을 攻擊하는 核미사일은 邀擊이 不可能하다. ‘邀擊이 可能하다’는 것은 無條件 邀擊한다는 뜻은 아니다. 識別, 感知, 決心 等이 制限된 時間 內에 이뤄져야 한다. 
다시 말해, 勞動미사일이 서울을 向하는 境遇 位置上 平澤과 原州에서 사드 미사일을 利用해 邀擊이 可能하며, 大邱에서는 射距離와 高度가 不充分해 邀擊이 不可能하다. 계룡대를 目標로 하는 境遇엔 平澤, 原州, 大邱 세 地點에서 모두 邀擊이 可能하다. 古里原電을 目標로 하는 境遇 大邱에서 사드 邀擊이 可能하고, 原州에서는 高度가 不充分하며, 平澤에서는 射距離와 高度가 不充分해 邀擊 不可能하다.
勞動미사일이 서울을 攻擊하는 境遇 平澤과 原州에서 사드 미사일로 邀擊이 可能하며 邀擊範圍(邀擊可能高度)는 원주가 平澤보다 넓은 것을 確認할 수 있다. 原州 配置 사드 미사일의 邀擊高度는 41.6~84.8㎞, 平澤 配置 사드미사일의 邀擊高度는 41.3~73.4㎞다. 發射可能時間과 邀擊可能時間도 원주가 平澤보다 길다. 
결론적으로 勞動미사일로 서울을 攻擊하는 境遇 原州에 사드를 配置할 때 邀擊 미사일 發射 및 邀擊 可能時間과 邀擊 範圍 側面에서 유리하다. 이 때문에 서울·京畿 首都圈의 人口 密集 地域을 保護하려면 사드의 配置 場所로 原州가 가장 좋다. 

費用 對備 效用 낮아

서울 攻擊 時 北韓 彈道미사일의 最高 高度 및 縱深距離가 짧아 邀擊할 수 있는 高度도 制限的이므로 150㎞ 高度에서 下降하는 敵의 미사일을 邀擊할 수 있는 高高度미사일防禦體系人 사드의 效用性은 다른 地域 攻擊 때보다 相對的으로 낮다. 또한 사드는 縱深이 짧은 韓半島 狀況에서는 費用 對備 效用이 낮은 武器다. 美國의 費用으로 駐韓美軍 基地에 사드를 設置하는 것을 마다할 까닭은 없을 듯하나 大邱에만 1個 包袋를 配置할 때 首都圈 人口 密集 地域을 防禦하지 못한다는 點을 想起해야 한다.
또한 勞動미사일이 계룡대를 攻擊하는 境遇 平澤, 原州 모두에서 邀擊이 可能하며, 邀擊範圍(邀擊可能高度)는 원주가 平澤과 大邱보다 넓은 것을 알 수 있다. 原州 配置 사드 미사일의 邀擊高度는 40.3~116.2㎞, 平澤 配置 사드 미사일의 邀擊高度는 40.2~110.1㎞다. 한便 大邱 配置 사드 미사일의 邀擊高度는 40.7~70.1㎞로 大邱基地로부터 邀擊地點까지의 距離가 길어 邀擊能力은 相當히 制限的일 것으로 豫測된다. 卽 發射可能時間과 邀擊可能時間 또한 原州-平澤-大邱 順으로 나타나며, 이는 계룡대 隣近 軍 指揮部나 核心 軍事施設을 保護하는 데도 原州 配置 사드가 가장 적합하다는 것을 意味한다. 
계룡대 攻擊 時 北韓 彈道미사일의 最高 高度 및 縱深거리는 서울 攻擊 境遇에 비해 增加하며, 邀擊할 수 있는 高度 範圍도 넓어지기에 高高度미사일防禦體系人 사드의 效用性은 서울을 攻擊할 때보다 높아진다. 
勞動미사일이 古里原電을 攻擊하는 境遇엔 오직 大邱에서만 邀擊이 可能하며 고리原電이 北韓으로부터 멀어 勞動미사일의 飛行時間이 길어짐에 따라 發射可能時間 및 邀擊可能時間이 相對的으로 여유로운 것을 알 수 있다. 大邱 配置 사드 미사일의 邀擊高度는 40.8~121.1㎞이나, 平澤과 原州에 配置되는 사드 미사일은 古里原電 攻擊 時 邀擊이 不可能함을 알 수 있다.
앞선 分析을 통해 勞動 核미사일 標的이 될 수 있는 서울, 계룡대, 古里原電 地域에 對해 가장 높은 水準의 邀擊 環境을 提供하는 사드 配置 豫想 地域을 確認했다. 卽 서울과 계룡대의 境遇 原州에 配置된 사드 미사일을 發射해 勞動미사일을 邀擊하는 것이 가장 유리하며, 美리원原電 境遇 大邱에서만 사드 미사일로 勞動미사일을 邀擊할 수 있다.

原州-大邱 組合이 理想的

사드 砲隊 配置를 통해 保護 可能한 標的들과 狀況別 效用價値도 分析해봤다. 效用價値는 各 標的에 重要度 및 破壞 後 危險性에 따른 加重値를 附與한 後 邀擊範圍 內 標的의 數를 곱해 導出했다. 標的 加重値 中 人口 密集地域은 都市別 人口數에 比例해 策定했다. 原子力發電所는 攻擊당할 境遇 電力 生産에 蹉跌이 생기는 것뿐만 아니라, 放射能 漏出 等 深刻한 2次 被害를 惹起할 수 있으므로 다른 目標對象에 비해 높은 加重値를 附與했다.
그 結果 2個의 包袋를 設置하는 境遇가 費用 對比 가장 높은 效用性을 가지며, 人口 密集地域과 核心 軍事施設, 核發電 施設 等을 保護할 수 있음을 確認했다. 2個의 包袋를 配置할 境遇 平澤-大邱, 原州-大邱, 平澤-原州 等 3가지 方案을 豫想할 수 있다. 〈그림 13〉에서 ‘方案 1’은 平澤과 大邱에 사드를 1個 包袋씩 配置하는 境遇이며, ‘方案 2’는 원주와 大邱에 1個 包袋씩 配置하는 境遇의 組合이다.
‘方案 1’과 ‘方案 2’의 邀擊範圍는 實質的으로 큰 差異가 없으나, 邀擊範圍 內에 保護되는 有效 地域은 ‘方案 2’가 더 많다. ‘方案 1’의 境遇 講院 地域 및 東海岸 保護가 不可能하다. 特히 蔚珍原子力發電所가 東海岸에 位置한 點을 勘案하면 ‘方案 1’에서 東海岸 地域을 保護할 수 없는 狀況은 國家 安保에 또 다른 脆弱點이 될 수 있다. 反面 ‘方案 2’의 境遇 원주를 基準으로 首都圈 核心地域 保護와 함께 東海岸과 講院地域에 對해 폭넓은 保護가 可能하다. 結局 이는 비슷한 邀擊範圍를 갖는 ‘方案 1’과 ‘方案 2’에서 ‘方案 2’가 ‘方案 1’보다 미사일 攻擊을 效果的으로 防禦할 수 있음을 의미한다. 
결론적으로 사드 配置 候補地로 알려진 平澤, 原州, 大邱에 總 2個의 包袋를 配置한다고 假定할 境遇 원주와 大邱에 1個 包袋씩 配置하는 ‘方案 2’ 組合이 가장 效率的이며 邀擊可能 範圍를 極大化할 것으로 判斷된다.