북한 핵과 미사일 어디까지 왔나
정 경 운 국방부 전력분과 자문위원
많게는 100여개의 핵탄두를 보유하고 있는 것으로 평가되는 북한의 위험한 핵질주는 지금도 계속되고 있다. 또한 핵위협도 서슴치 않고 있다. 1980년대 중반부터 일관되게 핵무기 보유를 추진해왔던 북한은 김정일 시대에 핵무기와 ICBM 개발계획을 수립하여 김정은 시대에 완성을 선언하였다. 2021년 1월에는 5대 전략무기 개발계획을 발표하였고, 2022년 9월에는 “핵무력정책법”을 제정하였다. “핵무력정책법”에 명시된 5가지 핵무기 사용조건은 한마디로 ‘김정은의 판단에 따라 언제든지 핵무기를 사용할 수 있다’는 것이다. 3가지 핵탄두를 공개한 북한은 2018년 5월에 폭파·폐쇄한 풍계리 핵실험장을 복원하는 등 7차 핵실험 준비를 완료하고 핵실험 시기만을 저울질하고 있다. 또한 핵탄두를 탑재하여 타격할 수 있는 투발수단도 고도화하고 있다. 한반도를 포함한 동북아지역은 물론 미국 본토까지 타격할 수 있는 각종 미사일과 ICBM을 개발하였다. KN-23으로 대표되는 단거리탄도미사일(SRBM), 괌(Guam)까지 타격이 가능한 IRBM 화성-12형, ICBM 화성-17형과 고체엔진 화성-18형까지 개발을 완료하였다. 2격능력(second-strike)을 보유하기 위하여 장거리 SLBM 탑재 핵추진 잠수함(SSBN) 건조도 공언하고 있다. 지금도 북한의 핵능력은 고도화되고 있다.
북한의 핵전략과 핵개발 경로
북한이 처한 전략환경은 북한에게 2가지 딜레마를 던져주고 있다. 북한은 번영된 대한민국과 강력한 한미동맹과 직접 접적하고 있고, 한편으로 가장 강력한 국가인 미국과 대치하고 있다. 북한은 이미 남북한 체제경쟁에서도 패배하였고, 기울어진 한반도의 전략환경에서 북한의 유일한 선택은 핵무기 보유였다. 1990년대 중반부터 노출된 북한의 핵개발 의지와 핵인프라 건설로 한반도를 핵위기로 몰아넣었다. 경제력뿐만 아니라 재래식 전력에서 절대 열세인 북한은 핵무기 보유로 전략적 균형을 회복하고, 수소폭탄과 ICBM으로 태평양 건너에 있는 미국을 억제하려고 하고 있다. 이런 전략환경으로 북한은 대한민국과 한미동맹에 대해서 War-Fighting할 수 있는 핵전략과 핵태세를 발전시킬 것으로 보인다. 북한의 핵전략은 파키스탄이 인도를 대상으로 채택하고 있는 것으로 평가되는 비대칭확전(asymmetric escalation)전략과 유사한 것으로 보인다.
한편 미국에 대해서는 최소억제(minimum deterrence)전략을 채택할 것으로 예상된다. 이런 핵전략을 뒷받침하기 위한 핵능력을 건설하기 위해 북한은 국가적인 역량을 투입하고 있다. 전략핵과 비전략핵을 개발할 것이며 핵으로 표적을 타격할 수 있는 다양한 투발수단을 보유할 것이다. 2006년 10월 1차 핵실험으로 북한은 핵무기 보유 목표를 분명히 하였다. 미국에 대해 가장 빠른 시간내 핵억제력을 갖기 위해 김정은은 2017년 9월 수소폭탄 폭발실험을 강행하였고, 그해 11월에는 ICBM 화성-15형의 최초 비행실험 이후 바로 핵무력 완성을 선언하였다. 이후 더 많은 핵실험이 필요한 소형화·경량화된 핵탄두 개발을 추진할 것으로 예상할 수 있다. 이것은 중국의 핵개발 전략 및 경로와 유사한 것으로 사회주의 국가간 연계를 추정할 수 있다. 6차례 핵실험 과정, 3번 갱도와 4번 갱도의 구축 및 복원 순서, 갱도별 핵실험이 가능한 핵폭발력을 추산해보면 북한의 핵개발 전략과 경로 가설을 짚어볼 수 있다. 3차 핵실험까지 기본적인 핵실험 DATA를 수집 및 분석하여 핵폭발장치(device)를 고도화한 것으로 보인다.
북한이 발표한 바와 같이 4차 핵실험은 수소폭탄을 개발하기 위한 핵융합실험을 수행하였을 것이다. 북한은 소형화·경량화된 핵탄두를 개발하기 위해 6차 핵실험 이전에 이미 풍계리 핵실험장에 3번 갱도와 4번 갱도 구축을 완료하였다. 3번 갱도에서는 최대 30kt 정도의 전술핵탄두 실험과 4번 갱도에서는 최대 100kt 정도의 전략핵탄두(수소폭탄) 실험이 가능한 상태로 보인다. 대결국면에서 핵협상국면으로 전환한 2018년 이후 잠시 멈추었던 북한의 핵질주는 2019년 2월 북·미 정상간 하노이 핵협상이 결렬되면서 풍계리 핵실험장을 완전히 복원하였고, 김정은이 선언하였던 ICBM 실험 모라토리엄도 완전히 개봉되었다.
김정은이 핵개발 과정에서 그 역할을 다한 영변을 하노이 핵협상에서 제시한 것은 절대 핵무기를 포기하지 않겠다는 의지를 드러낸 것이다. 작년 3월에는 8개 투발수단과 함께 아직은 실제 핵폭발실험을 하지 않은 새로운 핵탄두 화산-31을 공개하였다. 이런 북한의 핵전략과 핵능력에 대하여 우리는 북한이 핵사용시 즉시 대량 핵보복할 수 있는 대응전략으로 Low-yield W76-2과 같은 전술핵무기와 함께 첨단 재래식 전력을 효과적으로 운용할 수 있는 능력과 태세를 갖추어야 한다.
핵능력 고도화
북한은 핵능력 고도화로 핵탄두의 소형화·경량화와 다탄두(MIRV)화를 수차례 공언하였다. 핵탄두가 소형화·경량화되어야 하나의 투발수단에 여러 발의 핵탄두를 탑재할 수 있고, 전술적 운용의 폭도 확대시킬 수 있다. 그리고 핵전력 건설과 운용유지를 위한 예산도 대폭 절감할 수 있다. 일반적으로 투발수단 개발과 양산의 비용은 핵탄두 개발과 양산에 비해 약 10배가 소요되어 북한도 다탄두화가 절실히 필요할 것이다. 6차 핵실험 이후 7년이 경과된 현재 북한의 핵능력 고도화 수준의 평가는 다양한 접근이 필요하다. 우선 핵탄두의 소형화·경량화는 핵탄두의 단위 무게 대비 핵폭발력으로 핵탄두의 고도화를 어느 정도 평가할 수 있다. 2016년 3월에 공개한 핵탄두는 내폭형으로 3차 핵실험이나 5차 핵실험에 사용되었을 것으로 추정되고, 2017년 9월에 공개한 핵탄두는 구소련의 Sloica형 수소폭탄으로 6차 핵실험에 사용되었을 것이다.
북한이 공개한 핵탄두의 크기나 무게는 정확하게 알 수는 없으나 기존 핵보유국들이 개발하여 공개된 다양한 핵탄두와 비교하면 근사치를 추정할 수 있다. 이와 같이 추정한 북한 핵탄두의 무게와 북한의 3차∼6차까지 핵실험의 폭발력을 고려하면 2016년 3월에 공개한 내폭형 핵탄두는 미국의 1950년대 핵탄두 수준으로 평가된다. 2017년 9월에 공개한 수소폭탄의 무게는 미국의 수소폭탄 B61-12보다 약 2배이고, 단위 무게 대비 폭발력은 약 1/3로 결국 전체적인 수준은 1/6 정도로 평가된다. 작년 3월에 공개한 (내폭형) 전술핵탄두 화산-31의 무게나 크기는 북한이 최초에 공개한 내폭형 핵탄두에 비해 약 1/2 정도로 소형화·경량화된 것으로 보인다. 그러나 아직 실제 핵폭발실험을 실행하지 않아서 신뢰성을 확보하지 못했다. 즉, 실제로 핵폭발이 가능할 것인지 그리고 핵물질이 가지고 있는 고유의 에너지를 얼마만큼 폭발력으로 전환시킬 수 있는지가 검증되지 않았다.
핵탄두 무게의 대부분을 차지하는 핵폭발장치(device)에 사용되는 각 소재들의 특성이 매우 특이하며 또한 매우 정교하게 제작되어 그 신뢰성은 핵폭발실험으로 검증해야만 한다. 북한이 개발하고자 하는 다탄두(MIRV)는 핵탄두의 소형화·경량화가 전제되어야 한다. 그리고 우주로 올라간 미사일(Payload)에서 개별 핵탄두의 분리, 자세와 속도 유지, 대기권 재진입 등에서 매우 높은 수준의 기술이 필요하다. 아직까지 북한은 실제 다탄두(MIRV) 실험을 보여주지 못했다.
핵투발수단의 다양화와 고도화
또한 핵탄두를 탑재하여 운용하기 위한 다양한 투발수단과 플랫폼을 개발하고 있고 일부는 이미 전력화하였다. 핵투발수단은 사거리별로 한반도와 유엔사 후방기지를 포함한 역내지역과 괌(Guam)을 포함한 역외지역의 표적을 타격하기 위한 것으로 구분할 수 있다. 역내지역의 표적을 타격할 수 있는 핵투발수단으로 기존에는 SCUD와 노동미사일 등을 보유하고 있었으나 2017년에는 MRBM 북극성-2형을 개발하였고, 2019년 이후 전술유도무기, KN-23, KN24,KN-25 등과 같은 단거리탄도미사일을 개발하여 전력화하고 있다. 그리고 새롭게 극초음속미사일, 장거리 전략순항미사일(화살), 핵무인수중공격정(해일)과 같은 투발수단들도 개발하고 있다. SLBM을 투발할 수 있는 중형 잠수함 건조도 진행중이다. 역외지역의 표적을 타격할 수 있는 핵투발수단으로 IRBM 화성-12형과 무수단, ICBM 화성-14형, 화성-15형, 화성-17형, 화성-18형을 개발하고 있고, SLBM 북극성-4형과 북극성-5형을 탑재할 것으로 예상되는 중형 잠수함과 핵추진 잠수함 건조도 진행중이다.
북한은 지난 4월 2일까지 5차에 걸친 극초음속미사일 비행실험으로 초보적인 극초음속미사일성능을 확보한 것으로 보이며 조만간 극초음속미사일로 성능을 갖추면 우리의 미사일방어체계에 큰 부담이 될 것이다. 위협적인 것은 4차 비행실험부터 새롭게 개발한 고체엔진의 추진체를 사용하고 있는 것이다. 장거리 전략순항미사일(화살) 비행실험도 계속하고 있다. 2021년 9월부터 2가지 Type의 장거리 전략순항미사일을 개발하여 왔으나 올해 1월에 새로운 Type의 전략순항미사일인 불화살-3-31을 첫 시험발사하였다. 장거리 전략순항미사일의 비행거리는 1,500km∼2,000km로 오끼나와(沖繩)를 포함한 역내지역의 표적을 타격하기 위한 것으로 보인다. 2023년 3월에는 수중에서 잠수함으로 장거리 전략순항미사일을 시험발사하기도 하였다. 그러나 북한 장거리 전략순항미사일의 속도, 지형 형태별 비행고도, 북한 이외지역의 디지털 지형정보량 등을 고려시 성능은 그리 높지 않은 것으로 보인다. 한편, 새로운 지대함 순항미사일(바다수리-6형)도 개발하여 지난 2월 14일에 첫 발사실험을 진행하였다. 북한 미사일의 기반 기술과 바다수리-6형의 실험 이후 공개한 정보를 분석해보면 전평시 평택∼덕적도 이북 서해지역에서 우리 함정에는 상당한 위협이 될 것이다.
수중 핵폭발로 함대나 항구를 타격하기 위한 핵무인수중공격정(해일)도 초기에는 2가지 Type으로 개발하였으나 올해 1월에는 새로운 Type인 해일-5-23형을 실험하였다. 북한이 발표한 핵무인수중공격정(해일)의 1,000km 항행거리는 한반도 근해의 수상표적과 한반도와 일본내 항구를 공격하기 위한 것으로 보인다.
북한은 2016년 4월에 지상분출실험에 성공한 백두산엔진을 기반으로 IRBM 화성-12형, ICBM 화성-14형, 화성-15형, 화성-17형을 연이어 개발하여 비행실험하였다. 백두산엔진 2개를 묶어 ICBM 화성-17형에 사용한 추진체도 최근에 발사한 정찰위성의 운반로켓(천리마-1형)에 그대로 사용되었다. 작년 11월에 중거리 탄도미사일용 고체엔진 지상연소실험 이후 올해 3월에는 신형 중장거리 극초음속미사일용 고체엔진 지상연소실험도 시행하였다. 이어서 4월에 시험발사한 극초음속미사일(화성-16나형)은 전월(前月)에 새롭게 지상연소실험한 고체엔진을 추진체로 사용하였다. 북한은 전장에서 미사일의 작전운용성을 높이기 위해 액체엔진의 앰플(ampoule)화와 고체엔진으로 교체하고 있는데 액체엔진(백두산엔진)을 사용하고 있는 IRBM 화성-12형도 최근 지상연소실험한 고체엔진으로 교체될 전망이다.
가장 큰 Payload를 탑재할 수 있는 ICBM 화성-17형은 수차례 비행실험을 통해 이미 안정성을 확보하였고, 최초 ICBM용 고체엔진을 사용하는 화성-18형도 작년부터 3차례에 걸친 비행실험으로 체계의 안정성을 증명하였다. 특히, 화성-18형의 2차 비행실험부터는 기존에 사용한 고체연료인 HTPB보다 성능이 우수한 NEPE를 사용하고 있는 것으로 보인다. 북한 ICBM의 신뢰성에 가장 회의적인 재진입체(RV)는 ICBM을 한번도 정상 각도로 비행실험하지 않았고, ICBM 비행실험에서 대기권 재진입시 정상적인 모습을 보이지 않았다. 그러나 미국의 MD체계를 고려한다면 북한은 그러한 비행실험의 필요성을 느끼지 않는 것으로 보인다. 대신 중간단계 요격체계인 미국의 MD를 돌파하기 위한 다탄두나 기만체계에 더 많은 노력을 집중할 것으로 추정된다.
북한은 여러 종류의 SLBM과 중형 잠수함을 개발하고 있다. SLBM인 북극성-1형과 북극성-3형, KN-23을 개량한 소형 SLBM은 이미 비행실험을 시행하였으나 공개한 북극성-4형과 북극성-5형은 아직도 비행실험을 하지 않았다. 이것은 SLBM 개발과정의 일환으로 건조를 추진중인 중형 잠수함의 건조 시기를 고려한 것으로 보인다. 작년 9월에는 기존 R급 재래식 잠수함을 개조하여 수직발사관 10개(대형 4개, 소형 6개)를 탑재한 전술핵공격잠수함(김군옥함)을 진수하였다. R급 재래식 잠수함 20여척을 보유한 북한은 김정은이 공언한 바와 같이 앞으로도 수척의 R급 재래식 잠수함을 개조하여 전술핵공격잠수함을 전력화할 것으로 보인다. 그리고 장거리 SLBM을 탑재할 중형 잠수함이나 핵추진 잠수함(SSBN)의 건조도 진행중이다. 중형 잠수함은 신포조선소 실내 건조장에서 건조중이고, 핵추진 잠수함은 설계 마감 단계라고 북한이 스스로 밝혔다. 현재 상태에서 건조중인 중형 잠수함을 핵추진 잠수함으로 건조할 것인지는 불분명하고, R급 재래식 잠수함을 개조한 전술핵공격잠수함은 체계가 불안정하고 성능도 높지 않은 것으로 평가되고 있어 장차 재래식 중형 잠수함으로 대체될 수도 있을 것이다. 앞으로 전력화할 북한 핵잠수함은 몇개 기지에 분산·운용할 것이며 최소1척 이상은 영국이나 프랑스처럼 평시부터 핵작전태세를 유지할 것으로 예상된다. 위에서 예시한 바와 같이 북한이 종류별 유사한 성능의 다양한 투발수단을 개발하는 것은 북한 특유의 개발전략에서 나타나는 현상으로 결국에는 각 체계의 장점을 통합하여 종류별 필요한 1∼2개의 투발수단만을 전력화할 것으로 예상된다.
각종 미사일의 실험 이후 사진을 포함하여 북한이 공개한 정보들을 분석해보면 고정표적에 대한 미사일의 정확도는 매우 높은 것으로 보인다. 다만, 이동표적에 대한 미사일들의 정확도는 정보가 공개되지 않아서 아직은 미지수이다. 그리고 수차례 고도 500m∼800m에서 미사일의 공중폭발실험을 실행한 것은 핵폭발의 위력을 최대화하기 위한 실험으로 보인다. 또한 북한이 수차례 언급한 것과 같이 EMP 공격도 어렵지 않을 것이다. 인접국에 피해를 입히지 않으면서 대한민국의 금융망, 지휘통신망, 전력망, 교통망 등을 효과적으로 공격할 수 있을 것이다.
북한은 핵과 미사일의 운용성과 생존성을 보장하기 위해 미사일 기지를 신설하고 있고 다양한 발사 플랫폼을 개발하여 운용하고 있다. 연합전력의 운용이 제한되는 평안북도와 자강도의 북·중 국경지대에 4개 미사일 기지를 신설하고 있다. 이런 기지들의 주요 시설들은 견고한 지하암반터널에 구축되어 있고 엄중한 보안체계를 구축하여 운용하고 있다. 미사일 기지의 위치와 견고성으로 전시 무력화가 쉽지 않을 것으로 예상된다. 그리고 좁은 북한의 영토와 연합ISR능력을 고려시 취약할 수 있는 핵과 미사일의 생존성을 강화하기 위해 다양한 TEL과 발사 플랫폼을 개발하여 운용하고 있다. 2019년부터 본격적으로 다양한 미사일을 개발하면서 이에 적합한 각종 TEL을 개발하여 운용하고 있다. 이것은 북한이 필요한 TEL과 발사 플랫폼을 스스로 개발할 수 있다는 것으로 중국에서 TEL을 수입하여 운용한다는 기존 판단은 무력화되었다. 2021년 이후부터는 열차, 저수지, 간이 Silo 등으로 발사 장소와 발사 플랫폼을 다양화하고 있다. 이러한 북한의 노력은 핵과 미사일의 생존성을 상당히 강화시킬 것으로 예상된다.
핵개발 어디까지 갈까
7차 핵실험의 여부는 단정할 수 없으나 북한은 앞으로도 핵과 미사일의 고도화를 지속 추진할 것이다. 자신들이 계획한 개발 일정에 따라 각종 실험도 계속할 것이다. 북한은 핵전략을 뒷받침할 수 있는 수준의 핵물질(핵탄두)과 투발수단 확보, 생존성 보장을 위한 시설 구축과 발사 플랫폼 개발, 전평시 고도의 핵지휘통제체계 구축 등도 함께 추진할 것이다. 북한 핵능력의 최종상태에 도달하기 위해서는 핵물질(핵탄두) 생산과 핵추진 잠수함 건조가 관건으로 향후 5년∼10년이면 가능할 것으로 예상된다. 핵물질(핵탄두) 확보는 숨겨진 우라늄 농축시설에 사용되는 원심분리기의 성능과 개수가 결정할 것이다. 핵추진 잠수함은 소형 원자로 설계와 설비, 높은 수중압력에도 견딜 수 있는 HY강 확보가 핵심이 될 것이다. 북한은 핵과 미사일 고도화를 위해 절실한 전략적인 기술들은 정찰위성의 초정밀 카메라 Lens, 소형화·경량화된 핵폭발장치(device), ICBM의 RV, 핵추진 잠수함용 소형 원자로와 고강력 HY강 등이다. 북한도 핵과 미사일의 고도화를 위해 모든 역량을 집중적으로 투입할 것이나 러시아와 협력의 범위와 수준에 따라 핵과 미사일의 고도화 수준과 최종상태에 도달하는 시기도 달라질 수 있을 것이다.
북한 핵과 미사일 어디까지 왔나
정 경 운 국방부 전력분과 자문위원
많게는 100여개의 핵탄두를 보유하고 있는 것으로 평가되는 북한의 위험한 핵질주는 지금도 계속되고 있다. 또한 핵위협도 서슴치 않고 있다. 1980년대 중반부터 일관되게 핵무기 보유를 추진해왔던 북한은 김정일 시대에 핵무기와 ICBM 개발계획을 수립하여 김정은 시대에 완성을 선언하였다. 2021년 1월에는 5대 전략무기 개발계획을 발표하였고, 2022년 9월에는 “핵무력정책법”을 제정하였다. “핵무력정책법”에 명시된 5가지 핵무기 사용조건은 한마디로 ‘김정은의 판단에 따라 언제든지 핵무기를 사용할 수 있다’는 것이다. 3가지 핵탄두를 공개한 북한은 2018년 5월에 폭파·폐쇄한 풍계리 핵실험장을 복원하는 등 7차 핵실험 준비를 완료하고 핵실험 시기만을 저울질하고 있다. 또한 핵탄두를 탑재하여 타격할 수 있는 투발수단도 고도화하고 있다. 한반도를 포함한 동북아지역은 물론 미국 본토까지 타격할 수 있는 각종 미사일과 ICBM을 개발하였다. KN-23으로 대표되는 단거리탄도미사일(SRBM), 괌(Guam)까지 타격이 가능한 IRBM 화성-12형, ICBM 화성-17형과 고체엔진 화성-18형까지 개발을 완료하였다. 2격능력(second-strike)을 보유하기 위하여 장거리 SLBM 탑재 핵추진 잠수함(SSBN) 건조도 공언하고 있다. 지금도 북한의 핵능력은 고도화되고 있다.
북한의 핵전략과 핵개발 경로
북한이 처한 전략환경은 북한에게 2가지 딜레마를 던져주고 있다. 북한은 번영된 대한민국과 강력한 한미동맹과 직접 접적하고 있고, 한편으로 가장 강력한 국가인 미국과 대치하고 있다. 북한은 이미 남북한 체제경쟁에서도 패배하였고, 기울어진 한반도의 전략환경에서 북한의 유일한 선택은 핵무기 보유였다. 1990년대 중반부터 노출된 북한의 핵개발 의지와 핵인프라 건설로 한반도를 핵위기로 몰아넣었다. 경제력뿐만 아니라 재래식 전력에서 절대 열세인 북한은 핵무기 보유로 전략적 균형을 회복하고, 수소폭탄과 ICBM으로 태평양 건너에 있는 미국을 억제하려고 하고 있다. 이런 전략환경으로 북한은 대한민국과 한미동맹에 대해서 War-Fighting할 수 있는 핵전략과 핵태세를 발전시킬 것으로 보인다. 북한의 핵전략은 파키스탄이 인도를 대상으로 채택하고 있는 것으로 평가되는 비대칭확전(asymmetric escalation)전략과 유사한 것으로 보인다.
한편 미국에 대해서는 최소억제(minimum deterrence)전략을 채택할 것으로 예상된다. 이런 핵전략을 뒷받침하기 위한 핵능력을 건설하기 위해 북한은 국가적인 역량을 투입하고 있다. 전략핵과 비전략핵을 개발할 것이며 핵으로 표적을 타격할 수 있는 다양한 투발수단을 보유할 것이다. 2006년 10월 1차 핵실험으로 북한은 핵무기 보유 목표를 분명히 하였다. 미국에 대해 가장 빠른 시간내 핵억제력을 갖기 위해 김정은은 2017년 9월 수소폭탄 폭발실험을 강행하였고, 그해 11월에는 ICBM 화성-15형의 최초 비행실험 이후 바로 핵무력 완성을 선언하였다. 이후 더 많은 핵실험이 필요한 소형화·경량화된 핵탄두 개발을 추진할 것으로 예상할 수 있다. 이것은 중국의 핵개발 전략 및 경로와 유사한 것으로 사회주의 국가간 연계를 추정할 수 있다. 6차례 핵실험 과정, 3번 갱도와 4번 갱도의 구축 및 복원 순서, 갱도별 핵실험이 가능한 핵폭발력을 추산해보면 북한의 핵개발 전략과 경로 가설을 짚어볼 수 있다. 3차 핵실험까지 기본적인 핵실험 DATA를 수집 및 분석하여 핵폭발장치(device)를 고도화한 것으로 보인다.
북한이 발표한 바와 같이 4차 핵실험은 수소폭탄을 개발하기 위한 핵융합실험을 수행하였을 것이다. 북한은 소형화·경량화된 핵탄두를 개발하기 위해 6차 핵실험 이전에 이미 풍계리 핵실험장에 3번 갱도와 4번 갱도 구축을 완료하였다. 3번 갱도에서는 최대 30kt 정도의 전술핵탄두 실험과 4번 갱도에서는 최대 100kt 정도의 전략핵탄두(수소폭탄) 실험이 가능한 상태로 보인다. 대결국면에서 핵협상국면으로 전환한 2018년 이후 잠시 멈추었던 북한의 핵질주는 2019년 2월 북·미 정상간 하노이 핵협상이 결렬되면서 풍계리 핵실험장을 완전히 복원하였고, 김정은이 선언하였던 ICBM 실험 모라토리엄도 완전히 개봉되었다.
김정은이 핵개발 과정에서 그 역할을 다한 영변을 하노이 핵협상에서 제시한 것은 절대 핵무기를 포기하지 않겠다는 의지를 드러낸 것이다. 작년 3월에는 8개 투발수단과 함께 아직은 실제 핵폭발실험을 하지 않은 새로운 핵탄두 화산-31을 공개하였다. 이런 북한의 핵전략과 핵능력에 대하여 우리는 북한이 핵사용시 즉시 대량 핵보복할 수 있는 대응전략으로 Low-yield W76-2과 같은 전술핵무기와 함께 첨단 재래식 전력을 효과적으로 운용할 수 있는 능력과 태세를 갖추어야 한다.
핵능력 고도화
북한은 핵능력 고도화로 핵탄두의 소형화·경량화와 다탄두(MIRV)화를 수차례 공언하였다. 핵탄두가 소형화·경량화되어야 하나의 투발수단에 여러 발의 핵탄두를 탑재할 수 있고, 전술적 운용의 폭도 확대시킬 수 있다. 그리고 핵전력 건설과 운용유지를 위한 예산도 대폭 절감할 수 있다. 일반적으로 투발수단 개발과 양산의 비용은 핵탄두 개발과 양산에 비해 약 10배가 소요되어 북한도 다탄두화가 절실히 필요할 것이다. 6차 핵실험 이후 7년이 경과된 현재 북한의 핵능력 고도화 수준의 평가는 다양한 접근이 필요하다. 우선 핵탄두의 소형화·경량화는 핵탄두의 단위 무게 대비 핵폭발력으로 핵탄두의 고도화를 어느 정도 평가할 수 있다. 2016년 3월에 공개한 핵탄두는 내폭형으로 3차 핵실험이나 5차 핵실험에 사용되었을 것으로 추정되고, 2017년 9월에 공개한 핵탄두는 구소련의 Sloica형 수소폭탄으로 6차 핵실험에 사용되었을 것이다.
북한이 공개한 핵탄두의 크기나 무게는 정확하게 알 수는 없으나 기존 핵보유국들이 개발하여 공개된 다양한 핵탄두와 비교하면 근사치를 추정할 수 있다. 이와 같이 추정한 북한 핵탄두의 무게와 북한의 3차∼6차까지 핵실험의 폭발력을 고려하면 2016년 3월에 공개한 내폭형 핵탄두는 미국의 1950년대 핵탄두 수준으로 평가된다. 2017년 9월에 공개한 수소폭탄의 무게는 미국의 수소폭탄 B61-12보다 약 2배이고, 단위 무게 대비 폭발력은 약 1/3로 결국 전체적인 수준은 1/6 정도로 평가된다. 작년 3월에 공개한 (내폭형) 전술핵탄두 화산-31의 무게나 크기는 북한이 최초에 공개한 내폭형 핵탄두에 비해 약 1/2 정도로 소형화·경량화된 것으로 보인다. 그러나 아직 실제 핵폭발실험을 실행하지 않아서 신뢰성을 확보하지 못했다. 즉, 실제로 핵폭발이 가능할 것인지 그리고 핵물질이 가지고 있는 고유의 에너지를 얼마만큼 폭발력으로 전환시킬 수 있는지가 검증되지 않았다.
핵탄두 무게의 대부분을 차지하는 핵폭발장치(device)에 사용되는 각 소재들의 특성이 매우 특이하며 또한 매우 정교하게 제작되어 그 신뢰성은 핵폭발실험으로 검증해야만 한다. 북한이 개발하고자 하는 다탄두(MIRV)는 핵탄두의 소형화·경량화가 전제되어야 한다. 그리고 우주로 올라간 미사일(Payload)에서 개별 핵탄두의 분리, 자세와 속도 유지, 대기권 재진입 등에서 매우 높은 수준의 기술이 필요하다. 아직까지 북한은 실제 다탄두(MIRV) 실험을 보여주지 못했다.
핵투발수단의 다양화와 고도화
또한 핵탄두를 탑재하여 운용하기 위한 다양한 투발수단과 플랫폼을 개발하고 있고 일부는 이미 전력화하였다. 핵투발수단은 사거리별로 한반도와 유엔사 후방기지를 포함한 역내지역과 괌(Guam)을 포함한 역외지역의 표적을 타격하기 위한 것으로 구분할 수 있다. 역내지역의 표적을 타격할 수 있는 핵투발수단으로 기존에는 SCUD와 노동미사일 등을 보유하고 있었으나 2017년에는 MRBM 북극성-2형을 개발하였고, 2019년 이후 전술유도무기, KN-23, KN24,KN-25 등과 같은 단거리탄도미사일을 개발하여 전력화하고 있다. 그리고 새롭게 극초음속미사일, 장거리 전략순항미사일(화살), 핵무인수중공격정(해일)과 같은 투발수단들도 개발하고 있다. SLBM을 투발할 수 있는 중형 잠수함 건조도 진행중이다. 역외지역의 표적을 타격할 수 있는 핵투발수단으로 IRBM 화성-12형과 무수단, ICBM 화성-14형, 화성-15형, 화성-17형, 화성-18형을 개발하고 있고, SLBM 북극성-4형과 북극성-5형을 탑재할 것으로 예상되는 중형 잠수함과 핵추진 잠수함 건조도 진행중이다.
북한은 지난 4월 2일까지 5차에 걸친 극초음속미사일 비행실험으로 초보적인 극초음속미사일성능을 확보한 것으로 보이며 조만간 극초음속미사일로 성능을 갖추면 우리의 미사일방어체계에 큰 부담이 될 것이다. 위협적인 것은 4차 비행실험부터 새롭게 개발한 고체엔진의 추진체를 사용하고 있는 것이다. 장거리 전략순항미사일(화살) 비행실험도 계속하고 있다. 2021년 9월부터 2가지 Type의 장거리 전략순항미사일을 개발하여 왔으나 올해 1월에 새로운 Type의 전략순항미사일인 불화살-3-31을 첫 시험발사하였다. 장거리 전략순항미사일의 비행거리는 1,500km∼2,000km로 오끼나와(沖繩)를 포함한 역내지역의 표적을 타격하기 위한 것으로 보인다. 2023년 3월에는 수중에서 잠수함으로 장거리 전략순항미사일을 시험발사하기도 하였다. 그러나 북한 장거리 전략순항미사일의 속도, 지형 형태별 비행고도, 북한 이외지역의 디지털 지형정보량 등을 고려시 성능은 그리 높지 않은 것으로 보인다. 한편, 새로운 지대함 순항미사일(바다수리-6형)도 개발하여 지난 2월 14일에 첫 발사실험을 진행하였다. 북한 미사일의 기반 기술과 바다수리-6형의 실험 이후 공개한 정보를 분석해보면 전평시 평택∼덕적도 이북 서해지역에서 우리 함정에는 상당한 위협이 될 것이다.
수중 핵폭발로 함대나 항구를 타격하기 위한 핵무인수중공격정(해일)도 초기에는 2가지 Type으로 개발하였으나 올해 1월에는 새로운 Type인 해일-5-23형을 실험하였다. 북한이 발표한 핵무인수중공격정(해일)의 1,000km 항행거리는 한반도 근해의 수상표적과 한반도와 일본내 항구를 공격하기 위한 것으로 보인다.
북한은 2016년 4월에 지상분출실험에 성공한 백두산엔진을 기반으로 IRBM 화성-12형, ICBM 화성-14형, 화성-15형, 화성-17형을 연이어 개발하여 비행실험하였다. 백두산엔진 2개를 묶어 ICBM 화성-17형에 사용한 추진체도 최근에 발사한 정찰위성의 운반로켓(천리마-1형)에 그대로 사용되었다. 작년 11월에 중거리 탄도미사일용 고체엔진 지상연소실험 이후 올해 3월에는 신형 중장거리 극초음속미사일용 고체엔진 지상연소실험도 시행하였다. 이어서 4월에 시험발사한 극초음속미사일(화성-16나형)은 전월(前月)에 새롭게 지상연소실험한 고체엔진을 추진체로 사용하였다. 북한은 전장에서 미사일의 작전운용성을 높이기 위해 액체엔진의 앰플(ampoule)화와 고체엔진으로 교체하고 있는데 액체엔진(백두산엔진)을 사용하고 있는 IRBM 화성-12형도 최근 지상연소실험한 고체엔진으로 교체될 전망이다.
가장 큰 Payload를 탑재할 수 있는 ICBM 화성-17형은 수차례 비행실험을 통해 이미 안정성을 확보하였고, 최초 ICBM용 고체엔진을 사용하는 화성-18형도 작년부터 3차례에 걸친 비행실험으로 체계의 안정성을 증명하였다. 특히, 화성-18형의 2차 비행실험부터는 기존에 사용한 고체연료인 HTPB보다 성능이 우수한 NEPE를 사용하고 있는 것으로 보인다. 북한 ICBM의 신뢰성에 가장 회의적인 재진입체(RV)는 ICBM을 한번도 정상 각도로 비행실험하지 않았고, ICBM 비행실험에서 대기권 재진입시 정상적인 모습을 보이지 않았다. 그러나 미국의 MD체계를 고려한다면 북한은 그러한 비행실험의 필요성을 느끼지 않는 것으로 보인다. 대신 중간단계 요격체계인 미국의 MD를 돌파하기 위한 다탄두나 기만체계에 더 많은 노력을 집중할 것으로 추정된다.
북한은 여러 종류의 SLBM과 중형 잠수함을 개발하고 있다. SLBM인 북극성-1형과 북극성-3형, KN-23을 개량한 소형 SLBM은 이미 비행실험을 시행하였으나 공개한 북극성-4형과 북극성-5형은 아직도 비행실험을 하지 않았다. 이것은 SLBM 개발과정의 일환으로 건조를 추진중인 중형 잠수함의 건조 시기를 고려한 것으로 보인다. 작년 9월에는 기존 R급 재래식 잠수함을 개조하여 수직발사관 10개(대형 4개, 소형 6개)를 탑재한 전술핵공격잠수함(김군옥함)을 진수하였다. R급 재래식 잠수함 20여척을 보유한 북한은 김정은이 공언한 바와 같이 앞으로도 수척의 R급 재래식 잠수함을 개조하여 전술핵공격잠수함을 전력화할 것으로 보인다. 그리고 장거리 SLBM을 탑재할 중형 잠수함이나 핵추진 잠수함(SSBN)의 건조도 진행중이다. 중형 잠수함은 신포조선소 실내 건조장에서 건조중이고, 핵추진 잠수함은 설계 마감 단계라고 북한이 스스로 밝혔다. 현재 상태에서 건조중인 중형 잠수함을 핵추진 잠수함으로 건조할 것인지는 불분명하고, R급 재래식 잠수함을 개조한 전술핵공격잠수함은 체계가 불안정하고 성능도 높지 않은 것으로 평가되고 있어 장차 재래식 중형 잠수함으로 대체될 수도 있을 것이다. 앞으로 전력화할 북한 핵잠수함은 몇개 기지에 분산·운용할 것이며 최소1척 이상은 영국이나 프랑스처럼 평시부터 핵작전태세를 유지할 것으로 예상된다. 위에서 예시한 바와 같이 북한이 종류별 유사한 성능의 다양한 투발수단을 개발하는 것은 북한 특유의 개발전략에서 나타나는 현상으로 결국에는 각 체계의 장점을 통합하여 종류별 필요한 1∼2개의 투발수단만을 전력화할 것으로 예상된다.
각종 미사일의 실험 이후 사진을 포함하여 북한이 공개한 정보들을 분석해보면 고정표적에 대한 미사일의 정확도는 매우 높은 것으로 보인다. 다만, 이동표적에 대한 미사일들의 정확도는 정보가 공개되지 않아서 아직은 미지수이다. 그리고 수차례 고도 500m∼800m에서 미사일의 공중폭발실험을 실행한 것은 핵폭발의 위력을 최대화하기 위한 실험으로 보인다. 또한 북한이 수차례 언급한 것과 같이 EMP 공격도 어렵지 않을 것이다. 인접국에 피해를 입히지 않으면서 대한민국의 금융망, 지휘통신망, 전력망, 교통망 등을 효과적으로 공격할 수 있을 것이다.
북한은 핵과 미사일의 운용성과 생존성을 보장하기 위해 미사일 기지를 신설하고 있고 다양한 발사 플랫폼을 개발하여 운용하고 있다. 연합전력의 운용이 제한되는 평안북도와 자강도의 북·중 국경지대에 4개 미사일 기지를 신설하고 있다. 이런 기지들의 주요 시설들은 견고한 지하암반터널에 구축되어 있고 엄중한 보안체계를 구축하여 운용하고 있다. 미사일 기지의 위치와 견고성으로 전시 무력화가 쉽지 않을 것으로 예상된다. 그리고 좁은 북한의 영토와 연합ISR능력을 고려시 취약할 수 있는 핵과 미사일의 생존성을 강화하기 위해 다양한 TEL과 발사 플랫폼을 개발하여 운용하고 있다. 2019년부터 본격적으로 다양한 미사일을 개발하면서 이에 적합한 각종 TEL을 개발하여 운용하고 있다. 이것은 북한이 필요한 TEL과 발사 플랫폼을 스스로 개발할 수 있다는 것으로 중국에서 TEL을 수입하여 운용한다는 기존 판단은 무력화되었다. 2021년 이후부터는 열차, 저수지, 간이 Silo 등으로 발사 장소와 발사 플랫폼을 다양화하고 있다. 이러한 북한의 노력은 핵과 미사일의 생존성을 상당히 강화시킬 것으로 예상된다.
핵개발 어디까지 갈까
7차 핵실험의 여부는 단정할 수 없으나 북한은 앞으로도 핵과 미사일의 고도화를 지속 추진할 것이다. 자신들이 계획한 개발 일정에 따라 각종 실험도 계속할 것이다. 북한은 핵전략을 뒷받침할 수 있는 수준의 핵물질(핵탄두)과 투발수단 확보, 생존성 보장을 위한 시설 구축과 발사 플랫폼 개발, 전평시 고도의 핵지휘통제체계 구축 등도 함께 추진할 것이다. 북한 핵능력의 최종상태에 도달하기 위해서는 핵물질(핵탄두) 생산과 핵추진 잠수함 건조가 관건으로 향후 5년∼10년이면 가능할 것으로 예상된다. 핵물질(핵탄두) 확보는 숨겨진 우라늄 농축시설에 사용되는 원심분리기의 성능과 개수가 결정할 것이다. 핵추진 잠수함은 소형 원자로 설계와 설비, 높은 수중압력에도 견딜 수 있는 HY강 확보가 핵심이 될 것이다. 북한은 핵과 미사일 고도화를 위해 절실한 전략적인 기술들은 정찰위성의 초정밀 카메라 Lens, 소형화·경량화된 핵폭발장치(device), ICBM의 RV, 핵추진 잠수함용 소형 원자로와 고강력 HY강 등이다. 북한도 핵과 미사일의 고도화를 위해 모든 역량을 집중적으로 투입할 것이나 러시아와 협력의 범위와 수준에 따라 핵과 미사일의 고도화 수준과 최종상태에 도달하는 시기도 달라질 수 있을 것이다.