아레즈네크Oreshnik 미사일 분석 #3 MIRV

지난 포스팅에서 예고했던  미국의 위성조기경보 체계의 탐지여부는 다음 포스팅으로 순서를 옮기고, 먼저 MIRV에 대해서 포스팅을 한다. 또한 하강과정에 대한 추가정보를 획득하여, 오레쉬니크Oreshnik 미사일 분석 #2 탄착점의 내용을 대폭 수정하였다. 또한, 이번 포스팅부터는 명칭의 한글표기를 오레쉬니크에서 러시아발음에 가까운 아레즈네크로 바꾼다.

 

3. MIRV

MIRV(Multiple Independent targeted Re-entry Vehicle)는 하나 이상의 탄두가 독립적으로 표적을 향해 비행할 수 있도록하는 방법이다. MIRV를 사용하는 이유는 ①다수의 표적을 타격하거나 ②다수의 탄두를 하나의 표적에 집중하기 위해서 이다.

미사일 방어체계의 입장에서는 하나의 미사일에서 다수의 자탄이 나오므로 다수의 요격미사일을 할당해야 한다. Oreshnik의 경우 36개의 자탄이 표적으로 향해 하강하므로, 요격체계는 36개의 요격미사일을 할당해야 하고, 여기에 decoy까지 더해지면 요격 미사일의 수가 급격히 증가하고, 무엇보다도 개별요격체계의 명중률로 인하여 1개의 vehicle에 2개의 요격미사일을 salvo 개념으로 할당하면, 요격미사일 소요가 급증한다.

 

아래의 사진은 LGM-118A Peacekeeper ICBM의 nuclear MIRV이다. 이 MIRV는 자탄이 없고, 전체 10개의 MIRV가 하나의 ICBM에 탑재된다. MIRV 아래의 둥근 받침대 모양는 BUS라고 부른다. 이 버스는 

 

LGM-118A Peacekeeper ICBM의 nuclear MIRV. 이 10개의 MIRV에는 자탄이 없다.(출처: 위키피디아)

 

아래의 그림은 ICBM에서 MIRV가 분리되는 과정을 도식화한 것이다. 부스터단계의 마지막에서는 로켓은 다 분리되고, MIRV만 버스를 타고 관성비행을 한다. 탄도의 정점에서 버스는 MIRV를 분리시킨다. 분리는 오레쉬니크Oreshnik 미사일 분석 #1 탄도에서 설명한 것과 같이 순차적으로 분리하여 MIRV가 각각 비행하여 약간의 시차를 두고 탄착하게 된다. 

MIRV의 분리 시점 및 분리 방법 (출처: An Overview of Sensors for Long Range Missile Defense, Simone Fontana and Federica Di Lauro)

 

아래의 사진은 LGM-118A Peacekeeper ICBM의 10개의 시험용 MIRV가 BUS에서 방출된 후 콰젤란 환초 근처 표적에 탄착하는 장면이다.(출처, 미 공군박물관 사진) 오레쉬니크Oreshnik 미사일 분석 #2 탄착점에서 제시한 영상과는 탄착각도(Impact Angle)와 분리거리 등에서 상당히 다른 모습이다. 탄착각도와 분리거리 등은 표적의 위치와 관련되므로 이 같은 차이가 무기체계의 특성에서 기인하는 것으로 판단하기는 시기 상조이지만, 비행체의 속도의 차이로 인해 발생하는 부분도 어느 정도는 있을 것으로 추정된다.

Peacekeeper의 10개의 시험용 탄두가 콰젤란 환초 부근의 표적을 향해 낙하하는 모습

Decoy(미끼)

 

BUS에는 MIRV와 함께 Decoy를 탑재한다. 목적은 요격체계가 Decoy를 향해 요격미사일을 발사하도록하여 요격미사일을 낭비시키기 위함이다.

구소련 탄도미사일의 DECOY

DECOY의 구성. 자체적으로 미사일흉내를 내기 위해 전파 및 열 발생 장치 등이 있다.

 

 

DECOY는 다양한 종류가 있다. Chaff 같은 개념의 decoy도 있고, 전파를 발생하여 미사일을 흉내내는 종류도 있다. DECOY는 MIRV와 함께 BUS에 부착한다. BUS는 DECOY까지 같이 분리하기 위해서 매우 튼튼한 구조와 함께 정교한 장치가 필요해진다. 이는 고스란히 Payload의 증가로 이어지며, 투척중량Throw Weight에 추가된다. 

소형 금속 레이더 반사기로 된 DECOY 다량으로 MIR소형 금속 레이더 반사기 와 함께 분리되면 적 요격체계의 추적레이더에 마치 MIRV와 같은 RCS의 시그널을 되돌려 보낸다.

이스칸데르 미사일의 DECOY 전파/열 발생장치를 가지고 마지막까지 비행한다음 땅에 탄착한 모습

 

이스칸데르의 DECOY 위치

 

탄도계수 Ballistic Coefficient

 

MIRV에서 고려해야 하는 것은 탄도계수이다. 탄도학에서 물체의 탄도계수 (BC, Cb)는 비행 중 공기저항 극복능력의 척도이다. 탄도계수는 음의 가속도에 반비례한다 높은 숫자는 낮은 음의 가속도를 의미하며, 탄체에 가해지는 항력은 질량에 비례하여 작아진다. 아래는 탄도계수의 공식이다(출처, 위키피디아). 항력계수와 단면적에 반비례하고 질량에 비례한다. 탄도계수가 커질수록 공기저항을 극복하는 능력이 커져서 빨리 낙하한다. 실제로는 탄체의 비중 및 탄체형상과 관련성이 높다. 보통 ICBM시험발사에서는 가벼운 메탈 시뮬레이터 사용하여, 공중에서 분쇄되어 빛이나지만, 천천히 떨어진다. 이에 비해 Oreshnik은 대기중에서 속도가 떨어지지 않고, 엄청 빨리 떨어지는 모습을 보여 매우 높은 BC를 가진 것으로 추정된다.

 

낮은 탄도계수의 탄두 탄착모습. Oreshnik과 대조가 된다.