北, 2시간 30분 만에 실패 인정

2단 엔진 분리과정서 추진력 잃어
같은 기술 ICBM 안정성에도 의문
軍, 수거한 발사체 성능 정밀 분석
같이 떨어진 위성도 회수 가능성

북한이 군사 정찰위성 발사 예고기간 첫날인 31일 실제 발사에 나섰지만 2시간 30분 만에 ‘발사 실패’를 인정했다. 화성17형과 화성18형 등 대륙간탄도미사일(ICBM) 시험 발사를 수차례 성공했다고 주장하는 북한이 같은 기술을 활용한 위성 발사엔 실패하면서 ICBM 기술 안정성에도 의문이 제기된다. 북한은 위성 발사체의 2단 엔진 분리 과정에서 문제가 있었다고 밝혔지만 군 당국은 인양된 발사체 추정 물체를 바탕으로 정밀 분석에 나설 예정이다.

합동참모본부에 따르면 북한이 이날 오전 6시 29분쯤 평안북도 동창리 서해위성발사장에서 발사한 정찰위성은 궤도에 안착하지 못했다. 정찰위성이 오전 8시 5분쯤 비정상적으로 낙하한 즉시 군은 해상에서 정찰위성의 일부로 추정되는 물체를 식별해 인양했다. 낙하한 지점은 서해에서 한국과 중국 민간 어선이 신고 없이 자유롭게 조업할 수 있는 한중 잠정조치 수역이었다.

북한은 오전 9시 5분쯤 ‘군사정찰위성발사 시 사고 발생’ 제목의 조선중앙통신 보도를 통해 실패를 알렸다. 통신은 “국가우주개발국 대변인은 천리마1형에 도입된 신형 발동기 체계의 믿음성과 안정성이 떨어지고 사용된 연료의 특성이 불안정한 데 사고의 원인이 있는 것으로 보고 해당 과학자, 기술자, 전문가들이 구체적인 원인 해명에 착수한다고 밝혔다”고 전했다.

낙하 지점과 북한의 발표를 감안하면 정찰위성은 단 분리 후 2단 로켓이 점화가 제대로 되지 않아 추진력을 잃고 바다에 떨어진 것으로 보인다. 통상 인공위성 발사는 1단 로켓이 분리 지점까지 비행시킨 뒤 분리되면 2단 로켓이 점화돼 위성체를 탑재한 3단 부분을 대기권 이상으로 끌어올리는 방식이다. 앞서 북한이 예고한 로켓 낙하지점을 바탕으로 분석하면 2단 로켓은 발사 방위각 변경을 통해 방향과 고도를 제어하는 역할을 맡은 것으로 추정된다. 장영근 국가전략연구원 미사일센터장은 “2단 로켓엔진이 추력을 얻지 못해 발사 방위각 변경을 통한 방향 전환도 못한 상태에서 1단 엔진의 관성으로 1단의 비행 방향으로 추락했다”고 분석했다.

그동안 수차례 ICBM을 발사해 온 북한이 발사 과정에서 실패한 것을 두고 신형 위성 운반 발사체인 천리마1형의 기술적 문제일 가능성이 제기된다. 북한이 위성체를 궤도에 올리기 위해 기존 ICBM 발사체보다 추력이 강한 방식을 개발하는 과정에서 사전 준비 작업인 엔진 지상연소시험 등을 충분히 거치지 못했을 수 있다는 추정이 나온다. 이번에 활용된 발사체는 기존 백두산 액체엔진을 기반으로 제작된 것으로 관측된다.

군 당국은 이날 수거한 발사체 부품을 정밀 분석해 발사체 성능과 외국 부품 사용 여부, 기술 수준 등을 분석할 계획이다. 합참은 낙하지점에서 1단 로켓과 2단 로켓 사이 원통형 연결단으로 추정되는 부유물을 인양했으며, 나머지 잔해물을 수색하고 있다. 군이 공개한 사진에 따르면 인양된 원통형 물체에는 기존 ICBM 부품에서 식별됐던 글자가 적혀 있다는 분석도 나왔다.

신종우 한국국방안보포럼 사무국장은 “1단 추진체는 기존 ICBM의 추진체를 사용했다고 하더라도 위성을 탑재하는 2단과 3단은 기존과 다른 방식으로 설계되면서 엔진 연소에 문제가 생겼을 것”이라며 “2012년 4월 은하 3호 로켓으로 광명성 3호를 발사했을 당시엔 공중에서 폭파한 것과는 달리 이번엔 2단과 3단, 위성이 붙은 채로 낙하했기에 군이 위성까지 회수할 가능성이 있다”고 봤다. 군 당국은 북한이 서해위성발사장의 기존 발사장과 제2발사장 가운데 어느 발사장을 이용했는지 등을 종합적으로 분석하고 있다. 합참 관계자는 “과거에 비해 (북한의 우주발사체) 발사 절차가 빨리 진행됐다”며 “그 절차에 대해 계속 추적하고 있다”고 말했다.