북한은 최근 화성 -15형 및 12형의 개량형으로 보이는 신형 탄도미사일을 시험 발사
하였다고 주장하고 있다. 이와 관련하여 이견이 있는 것은 사실이나 ,화성 -15형 및 화성- 12형의 개량형일 가능성 역시 배제하기 어렵다는 점에서 이에 대한 검토 역시 필요할 것으
로 판단된다. 따라서 본고는 이러한 가능성에 기초하여 북한이 최근 시험 발사한 신형
탄도미사일을 화성-15 형 개량형 과 화성-12 형 개량형 으로 지칭하고 이에 대해 평가
및 그 함의를 살펴보고자 한다.
화성-15형 개량형
2022년 11월 3일 북한이 시험 발사하였다고 주장하는 화성 형 개량형의 경우 북
한이 2017년 개발한 신형 대출력발동기 (소위, 백두 엔진) 를 1단 추진체계 (노즐 2개로 구
성)로 사용하고 있다는 점에서 화성 –15형과 추진체계는 사실상 동일하며 따라서 동체
직경도 동일하다는 것이 합리적으로 추정된다. 화성-15 형과 화성-15 형 개량형의 동체
직경이 동일하다는 합리적 추정 하에 화성-15 형 개량형의 전체 전장은 화성–15형 기본
형의 전체 전장 대비 약 95%수준으로 판단된다 특히 화성-15 형 개량형의 1단 및 2
단 추진체계의 전장이 화성-15 형의 1단 및 2단 추진체계의 전장 대비 각각 약 “12%” “18%”정도 감소한 반면 ,4 화성-15 형 개량형의 탄두부 전장은 화성-15 형의 탄두부 전장
대비 약 “52%”정도 확대된 것으로 추정된다 한편 화성-15 형 개량형의 추진체계1 단
및 2단 전장이 화성-15 형 대비 약 “14%”량 감소하였다는 것은 엔진 등 추진체계 구
성품 등을 기존과 동일하게 사용하였을 경우 화성-15 형 개량형의 추진제 총량이 화성 –15
형 대비 대략“20%” 전후로 감소하였을 가능성이 크다는 점을 시사한다 - . 따라서 화성-15 형 개량형으로 추정되는 이번 신형 탄도미사일 시험 발사는 감소한 추진제로 인해
화성-15 형 대비 제한되는 속도와 최대고도에 도달할 수밖에 없었던 것으로 보인다 .
탄두부의 경우 화성-15 형은 현재까지 1개의 (수소폭탄, 소위 초대형중량급핵탄두) 을
탑재하는 것으로 추정된다 탄두부 전장이 화성-15 형 대비 약 52%가량 확대된 화성-15
형 개량형 역시 직경은 동일하고 탄두의 선수 부분으로 갈수록 좁아지는 형상이라는
점에서 기본형과 동일한 1개의 수소폭탄을 탑재할 것으로 전망된다 다만 북한이 이와
관련하여 언급한 내용에 기초할 경우, 전자기펄스(EMP) 효과를 극대화할 수 있도록 성
능 개량된 수소폭탄을 탑재할 가능성이 커 보이며, 미국의 미사일 방어체계 (MD) 를 돌
파 및 무력화할 수 있는 확률을 제고하는 차원에서 향후 다탄두 탑재형도 등장할 가능성
을 배제하기 어려워 보인다.
종합하면 화성-15 형 개량형의 시험 발사는 북한 국방과학원에서 새로 개발한 EMP 효
과 강화 핵탄두 (수소폭탄)의 기폭장치 등의 신뢰성과 정밀성을 확인하는 차원이자 일부
개량된 화성-15 형 추진체계의 신뢰성과 안정성을 재차 확인하는 시험 발사로 추정된다 .
특히 추진체계의 작동과 각 단의 분리가 정상적으로 이루어진 것으로 보인다는 점 북한
이 주장하는 바와 같이 효과 강화 핵탄두의 기폭장치의 신뢰성과 정밀성을 원격계측 EMP
장비(Telemetry) 를 통해 최초 확인하는 차원에서 북한 인근 동해로 제한적인 수준으로 고
각 발사하였을 가능성이 있다는 점 등에서 이번 시험 발사를 실패로 단정하기는 다소 어
려워 보인다.예컨대 이번 화성-15 형 개량형의 시험 발사는 북한이 계획 및 의도한 바에
따라 비교적 정상적인 수준으로 진행되었을 가능성도 배제하기 어렵다는 것이다.
화성 형 개량형 –124
북한은 2022년 10월 일 화성-12 형의 개량형으로 추정되는 신형 중거리 탄도미사일(IRBM)
을 자강도 무평리 일대에서 태평양을 향해 발사하였다. 비행거리는 약 4,500km,
고도는 약 970km속도는 마하17 수준으로 평가되었다는 점에서 북한이 최소에너지궤
적(Minimum Energy Trajectory, MET) 으로 IRBM의 최대사거리를 구현하는 시험 발사
를 최초로 진행하였음을 확인할 수 있다 이러한 점에서 화성-12 형부터 시작하여 화성-8
형과 신형 준중거리 탄도미사일 그리고 이번 화성-12 형 개량형까지 10여 차례 이상
의 시험 발사를 통해 북한이 2017년 개발한 신형 대출력발동기 즉 백두 엔진 에 기반하
는 액체연료 엔진 추진체계의 전반적인 체계 성능과 신뢰성 안정성 등이 상당히 높은 수 ･
준에 도달하였다는 점도 확인할 수 있다 .특히 화성-12 형과 다르게 1단 추진체계에 보
조 엔진 없이 주 엔진만으로 4,500km에 이르는 사거리를 구현하였다는 점은 시사하는 바
가 크다 .화성-12 형을 비롯한 다수의 중거리 및 준중거리 탄도미사일의 시험 발사를 rm
동안 무난하게 진행함으로써 신형 액체연료 엔진 추진체계의 성능과 신뢰성 안정성 등에 ･
자신감을 가지고 보조 엔진 없이도 중거리급 사거리를 구현할 수 있다고 판단하여 주 엔
진만 장착한 신형 중거리 탄도미사일을 개발하였다는 것이다. 이 경우 보조 엔진과 이와
관련한 구성품 등이 제외됨으로써 그만큼1 단 추진체계의 중량이 가벼워지고 가벼워진
만큼 추가 연료 탑재가 가능해져 주 엔진만으로도 충분한 사거리 확보가 가능하였을 것으
로 추정된다 .이러한 점에서 북한이 2017년 개발한 신형 대출력발동기를 더욱더 성능 개
량하였을 가능성이 커 보인다. 또한 탄도미사일의 자세 및 방향 등의 제어를 담당하는
보조 엔진을 탑재하지 않았다는 점은 북한이 보조 엔진 없이도 탄도미사일의 동력비행 중
자세 및 방향 등의 제어를 주 엔진 하나만으로도 가능한 기술을 확보하였음을 의미한
다.
한편 화성-12 형 개량형의 추진체계 노즐 부분이 화성-12 형 등 이전에 개발한 탄도
미사일과 다르게 외부로 노출되어 있지 않고 대부분 동체 내부에 감싸져 있는 형상을 보
이고 있다. 추진 시 3,000℃ 전후의 고온에 노출되는 노즐 부위는 일반적으로 적절한 냉
각을 위해 공기와 접촉하는 외부에 노출하는 것이 바람직하나 화성-12 형 개량형의 경
우처럼 노즐 대부분이 동체 내부에 감싸져 있다는 것은 북한의 추진체계 냉각 관련 기술
수준이 이전 대비 한 층 더 고도화되었을 가능성이 크다는 것을 시사한다. 특히 기존
의 냉각 체계에 융제 관련 기술 (ablation) 이 추가로 강화 적용되었을 것으로 추정되며 , ･
이 경우 북한의 융제 관련 기술 수준 역시 이전보다 더 향상되었을 가능성이 커 보인
다. 이러한 융제 관련 기술은 핵탄두를 탑재한 현대적인 재진입체가 대기권 재진입 시
공력 가열에 의해 발생하는 수 천 ℃의 초고온을 극복하기 위해 반드시 요구되는 핵심 냉
각 기술이라는 점에서 북한의 재진입체 관련 기술도 이전보다 더 고도화되었을 가능성 ,
을 배제하기 어려워 보인다.
탄두부 형상도 화성-12 형과 다른 점이 확인된다 화성-12 형의 경우 탄두부 전체의
절반 이상이 가늘고 뾰족한 원뿔형이나 화성-12 형 개량형은 탄두부 절반 미만이 뾰족한
원뿔형을 보이고 있다 이로 인해 화성-12 형 개량형은 탄두부의 전체 체적 내부 공간
이 화성 형보다 더 확대된 것으로 추정된다.
따라서 화성-12 형 대비 더 큰 크기의 탄두도 탑재 가능할 것으로 예상된다. 한편 화성-12 형 개량형의 탄두부 형상이 화성-15형 개량형의 탄두부 형상과 유사하다는 점 북한이 지속해서 핵탄두의 소형화 경량･화 규격화를 목표로 관련 기술개발에 매진해왔다는 점 등을 고려 시 화성-12 형 개량형
의 탄두부에도 EMP 효과 강화 핵탄두 (수소폭탄) 가 탑재될 가능성을 배제하기 어려워
보인다 .이 경우 화성-15 형 개량형은 북태평양 지역의 주요 미군 기지인 하와이나 알래
스카에 대한 핵 타격용으로 화성-12 형 개량형은 동북아 지역의 주요 미군 기지인
괌 및 오키나와 등에 대한 공격용으로도 활용될 가능성이 커 보인다.
함의 및 전망
일반적으로 EMP 효과를 극대화하기 위해 대략 고도 30~80km 지점에서 핵탄두를 폭
발시킨다는 점에서 EMP효과를 강화한 핵탄두는 대기권 재진입 이후 목표를 타격하는
일반적인 재진입체와 다르게 냉각 기술 (주로 탄소 복합재의 융제를 통한 냉각) 수준이
상대적으로 낮게 요구될 것으로 예상된다. 따라서 북한이 개발하고 있다고 주장하는 EMP
효과 강화 핵탄두에는 미국 등 강대국이 보유한 것과 같은 높은 수준의 재진입체
기술이 요구되지는 않으리라고 추정된다.
이는 두 가지를 시사한다
첫째는 북한의 재진입체 기술 특히 냉각 관련 기술 이 아직은 완전하게 개발되어 전력화가 가능한 수준까지 도달하지 못하였다는 것이다 .
둘째는 북한의 핵공격 전략이 이전까지는 핵폭발로부터
발생하는 열과 폭풍 등에 주로 기반한 물리적 파괴 중심이었다면 현재는 EMP 관련 기술 고
도화를 통해 핵 등에 기반한 비물리적 파괴도 적극적으로 구사할 수 있는 수준으로
발전하고 있다는 것이다 .한편 추력 등에서 이전 대비 성능 향상된 신형 대출력발동
기 개량형 을 화성-17 형 및 15형과 같은 ICBM과 더불어 화성–12형 계열의 중거리 및 준중거리 탄도미사일 등에 적용하여 향후 사거리 및 탄두 중량을 더욱더 증대시킬 가능
성도 커 보인다. 예컨대 그동안 개발한 다양한 신형 탄도미사일의 개량형이 지속해서 개
발 및 시험 발사될 것으로 전망된다는 것이다. 또한 화성-12 형 개량형에 적용된 자세
및 방향 제어 기술이 화성-17 형 및 15형 등 기존에 개발한 신형 ICBM 등에 적용될 경
우 동력비행 중 자세 및 방향 제어가 정교해져서 이들 탄도미사일의 비행 안정성과 정
밀성(탄착 정확도) 역시 더욱더 향상될 것으로 예상된다.
김정은 집권 이후 북한의 신형 유도무기 개발의 대표적인 특징은 동시 병렬적 연속적
“진화적 개발” 과 지속적인 “성능개량” 으로 표현할 수 있다. 이는 북한의 제한적인 유도무
기 관련 기술 수준과 어려운 경제 여건 등으로 인해 한 번의 개발 시도로 그들이 최종
목표로 하는 유도무기를 신속하게 개발하는 것이 현실적으로 어려우므로 불가피하게 선
택할 수밖에 없었던 차선책이었다고 할 수 있다 .예컨대 제한된 기술과 재원 하에 개발
일정과 위험 비용을 줄이고 성과를 지속해서 제고할 수 있는 나름의 최선의 방안을 선
택하였다는 것이다 따라서 북한은 그들이 사실상 최종 목표로 생각하는 김정은 중심의
체제보장이 확실하게 담보되었다고 판단하기 전까지는 신형 유도무기의 진화적 개발과
성능개량을 더욱더 강화해나갈 것으로 전망된다 특히 한미연합이 운용 중인 미사일 방
어체계의 제한되는 부분을 지속해서 파고들어 이를 돌파 및 무력화할 수 있는 기술개발 ,
에 매진해나갈 것이 명확해 보인다는 점에서 우려된다.