지난 5일 발사한 북한의 장거리 로켓은 실패로 막이 내린 것으로 보인다. 북한은 1998년, 2006년에 이어 2단과 3단 로켓이 분리되지 않아 세 번째도 우주궤도 진입에 실패했다. 북한이 제시한 위성궤도와 470㎒의 통신 주파수에서 신호는 잡히지 않고 있다. 모든 상황을 종합하면 북한 위성이 우주궤도에 진입하지 못한 것이 확실해 보인다.

북한의 로켓이 위성발사체든 미사일이든 로켓발사 측면에서는 별 차이가 없다. 위성발사를 통해 미사일의 로켓엔진 성능을 시험할 수 있기 때문이다. 위성을 우주궤도에 올려놓는다면 장거리 미사일을 발사할 수 있는 능력의 로켓추진시스템을 개발한 것이다.

그렇다고 위성발사체 발사 성공이 곧 대륙간탄도탄 기술의 확보를 의미하지는 않는다. 북한이 개발한 대포동 2호 로켓은 3단의 위성발사체(은하 2호)와 2단의 장거리 탄도미사일이 존재하는 것으로 알려져 있다.

이번 발사로 북한이 대륙간탄도탄 기술을 상당수준 확보했다는 반응이다. 초기의 예측과는 달리 2단과 3단 로켓을 분리하는 데 실패했지만 발사장으로부터 3800㎞의 태평양에 낙하되었다고 한다. 2단까지 로켓추진은 성공적으로 진행됐다는 의미다. 490㎞의 고도까지 올랐으나 분리실패로 궤도속도를 얻지 못해 지상으로 추락한 것이다.

정교한 대륙간탄도탄을 개발하기 위해서는 주요 핵심기술의 확보가 관건이다. 첫번째가 로켓추진기술이다. 로켓추진기술의 발전은 사거리 증가를 의미한다. 동영상으로 보여준 북한 로켓은 날개 대신 추력기를 이용한 첨단 자세제어시스템을 채택하고 있다.

2단엔진의 경우 사거리와 속도를 증진시키기 위해 연소시간을 증가시키는 단계별 연소방식을 채택했다. 북한의 로켓추진기술은 과거보다 상당한 성능 증가를 통해 사거리는 현저히 증가된 것으로 보인다. 하지만 대륙간탄도탄을 개발하기 위해서는 로켓추진기술이 전부는 아니다.

타원형 궤적을 그리는 대륙간탄도탄은 최고 정점에서 하강하면서 지상 목표물을 향해 가속된다. 장거리 미사일의 경우 보통 탄두는 재돌입비행체에 실려 대기권에 재진입한다. 지상 목표물 타격을 위한 정확도를 높이기 위해 매우 정밀한 유도제어시스템이 필요하다. 미사일의 위치와 방향, 속도는 중력효과, 온도변화, 공기 압력 등에 의해 에러가 발생하기 때문이다. 북한은 아직 이러한 정밀유도제어시스템을 검증한 적이 없다.

지상 목표물 충격속도는 미사일, 재돌입비행체 또는 탄두의 형태에 따라 달라진다. 재진입시 뾰족한 형태는 뭉뚝한 형태보다 빠른 충격속도를 가진다. 대부분의 경우 탄두는 재돌입비행체 내부에 놓여진 채로 미사일로부터 분리된다. 다수의 목표물을 타격하기 위해 여러개의 재돌입비행체를 동시에 탑재하기도 한다.

사거리를 증가시키기 위해 탄두의 소형화, 경량화는 중요하다. 핵탄두 탑재는 더욱 어려운 기술이 요구된다. 지구 대기권 재진입시 엄청난 열부하를 견디는 재료기술도 필요하다. 재돌입비행체 제작을 위해 수천도의 온도를 견디는 특수 열방호 재료가 필요하다.

정밀한 대륙간탄도탄의 개발 기술의 확보 여부는 유도제어기술, 소재기술, 탄두의 소형화 및 경량화 기술 등에 의해 좌우된다. 북한이 이들 첨단기술을 모두 확보하여 완전한 대륙간탄도탄 기술을 보유했는지는 아직 의문이다.

장영근 한국항공대 한국우주기계공학부 교수