극초음속 미사일 Hypersonic Missile
낮은 고도에서 마하 5(1.7km/s) 이상의 속도로 비행하는 미사일, 유도무기를 뜻한다.
일반적인 초음속 전투기의 최고 비행속도가 마하 2~3 이내이므로, 그보다 2배가 넘는 속도로 비행하는 셈이다. 좀 더 쉽게 설명하자면 최소 수준인 마하 5의 속도면 서울에서 발사되어 평양까지 1분을 조금 넘는 시간만에 타격이 가능하다.
전 세계에서 극초음속 미사일 발사에 성공한 국가는 2021년을 기준으로 러시아, 중국, 미국 3개국 뿐이다.
장점
가장 큰 장점은 전통적인 탄도 미사일들과는 달리 궤적을 예측할 수 없어 요격하는 것이 굉장히 어렵다. 현존하는 미사일 방어 무기로는 막을 수 없다시피하다. 때문에 핵무기 외의 무기로는 가장 강력한 비대칭적 전략무기가 될 수 있다.
단점
첫째, 강대국 간 전쟁 위험을 높일 수 있다. 공격하는 측에게 매우 유리한 무기이며, 재래식뿐만 아니라 핵무기 등의 대량살상무기도 장착할 수 있다. 때문에 방어측 입장에서는 먼저 맞느니 차라리 선제공격에 나서거나, 즉시 보복하는 편이 낫다고 판단할 가능성이 높아진다. 그만큼 상호확증파괴에 입각한 전면전쟁과 공멸 위험성을 높일 수 있는 무기인 것이다.
둘째, 개발이 매우 어렵고 비싸다. 개발에 요구되는 기술도 고난도이며, 개발과 제조, 유지, 보수, 보관, 그리고 운용을 위한 수단의 확보 등에 막대한 비용이 들어간다. 웬만한 강대국, 부자나라가 아니면 꿈도 꾸지 못할 무기다. 중소국가 입장에서는 같은 비용으로 차라리 핵무기를 개발하는 편이 더 쉽고 저렴할 지경이다.
셋째, 극초음속 미사일의 개발시기가 너무나도 애매하다. 과거 소련과 미국의 냉전시절이면 음속의 5배 이상으로 날아가는 극 초음속 미사일이면 세계의 판도를 확 뒤집을 수 있을 정도의 무기였을 것이다. 하지만 현재의 군사 강대국들에서는 미사일을 완벽하게 방어하기 위해서 레이저포를 비롯한 레이저 무기 개발에 혈안이 되어 있으며, 거의 핵무기를 손에 놓을 정도로 핵무기와 함께 중요시 되고 있다는 것으로 만약 몇 년 안에 다탄두형 ICBM이나 SLBM을 완벽하게 요격할 수 있는 레이저포가 나오게 되면 당연히 극초음속 미사일의 위력이나 공포는 반감하게 된다. 아무리 극초음속 미사일이 빠르다고는 해도 레이저와는 비교할 수 없을 정도로 느리기 때문이다.
다만, 셋째 단점이 단점인지는 의문이다. 상기 예시에서 레이저 무기의 경우 레이저가 잡아먹는 막대한 에너지와 대기권에서의 산란문제 등으로 사정거리와 위력이 현재까지도 크게 높지 않아 근미래까지도 레이저 무기는 미사일이나 포탄을 막는 대공방어무기로서 개발될 예정이며, 애초에 발사구조상 곡선으로 지형을 타격할 수 없는데다 폭발물을 날려보낼수도 없기 때문에 파괴력 또한 매우 떨어지는 레이저를 수백km너머 적의 도시나 군사시설을 공격하는 지대지 타격병기로 활용하는것은 불가능하다. 지대지 공격용 병기인 극초음속 미사일과는 처음부터 맡는 역할이 다르게 될수밖에 없는 병기이고, 따라서 둘은 비교될 수 없다. 이론상으로도 레이저의 투입 에너지 대비 위력은 실탄병기의 위력을 넘어설 수 없으므로 실탄병기를 대체할 확률은 크지 않다. 오히려 극초음속 미사일은 개발시기가 상당히 알맞은때에 등장하는편에 속한다. 차세대 미래 병기로 주목되던 레일건의 입지는 극초음속 미사일의 등장으로 애매해지기 시작했으며, 생각보다 지지부진한 레일건의 개발진척도 때문에 미국에서도 레일건의 예산을 일시적으로 삭감 혹은 동결한 후 HVP포탄이나 극초음속 미사일처럼 초음속을 낼 수 있는 다른 무기체계에 선택과 집중을 할 정도이다. 당장 레일건은 미뤄두고 극초음속 미사일을 먼저 개발해내는 것만 봐도 알 수 있다. 이 상황에서 레일건과 달리 대형 발전기 수준의 막대한 전력을 소모하지도 않고, 운용하는데 있어 복잡한 컴퓨팅 시스템이 필요하지도 않으며, 포신관리와 포탄의 비행도중 마모 가능성을 걱정하지 않고 폭약이 충전된 대형탄두를 마음껏 마하5가 넘는 속도로 날릴 수 있는 극초음속 미사일은 레일건에 비하면 매우 간편하게 개발할 수 있는 게임 체인저이다.
넷째, 아무리 빨라봤자 정확성은 별개이므로 극초음속 미사일을 개발하면서도 탐지 및 정찰쪽도 더 개발해야한다는 점이다. 특히나 중국쪽에서 극초음속 미사일만 있으면 항모전단은 아무것도 아니다!라고 주장하는데 실질적으로 말이 안되는 주장이다. 애초에 적을 먼저 탐지 및 발견을 해야 발사할 수 있는것이지 그렇지 않다면 무의미하기 때문이다. 물론 지상처럼 고정된 목표물이라면 별 문제가 안되겠지만 항모나 전함처럼 움직이라는 목표물이라는 얘기가 달라진다.[5] 지금조차 항모의 위치를 파악하는건 사실상 매우 힘들정도이며 이마저도 레이더 사거리가 명확하게 한계가 있기 때문에 사거리밖에서 작전하는 항모 특성상 극초음속 미사일을 발사해봤자 목표물 위치를 제대로 파악하지 못하면 무쓸모이며 오히려 항모나 전함에서 지상으로 발사하는 극초음속 미사일이 제일 위협적이다. 결정적으로 미국이 제일 많은 항모전단에 제일 뛰어난 탐지 및 정찰 능력을 가지고 있기 때문에 중국이나 적국이 먼저 탐지하는건 사실상 불가능하다. 결국 속도와 정확성은 별개이므로 단순히 극초음속 미사일을 개발했다고 한들 사거리밖에서[6] 움직이는 목표물인 전함이나 항모 상대론 아직까지 쓸모가 있는지는 의문이다.
한편 일각에서는 극초음속 무기가 자랑하는 기술적 우위가 실제보다 과장된 것이라는 평가, 주장도 제기되고 있다
극초음속 활공체
Hypersonic Glide Vehicle (HGV)
탄도미사일에 글라이더 형태의 활공체(Glide Vehicle)를 탄두에 탑재해서 발사하는 방식이다. 곡선을 그리면서 지구의 중력을 이용해서 낙하하는 방식인데, 현존하는 탄도미사일의 로켓 엔진으로는 극초음속을 발생시키기 곤란해서 활공체의 속도를 극대화시키는 방식을 사용한다.
현재 개발되는 극초음속 미사일의 대부분이 이 방식을 채택하며, 후술할 극초음속 순항미사일에 비해 기술적 난이도가 상대적으로 낮아 대부분 2020년대 중으로 개발, 배치될 전망이다. 그러나 탄두에 고난이도의 공력(Aerodynamic) 기술과 중력 가속을 정밀 제어하면서 부스터 없이 속도를 유지시킬 수 있는 기술이 필요하기 때문에 어쨌든 기존의 탄도 미사일보다는 개발하기가 상당히 어렵다.
대표적으로 러시아의 아방가르드 미사일, 중국의 DF-17, 미국의 LRHW, AGM-183A ARRW가 있다.
극초음속 순항미사일
Hypersonic Cruise Missile (HCM)
스크램제트 엔진을 이용해서 지속적인 고속 비행이 가능하다. 특히 탄도미사일 기반의 극초음속 활공체가 발사 초기에는 상대방의 탐지가 가능해 대응 기회를 허용하는 반면, 극초음속 순항미사일은 상대적으로 활공체에 비해 저고도 비행이 가능하므로 적이 대응할 기회를 최소화하는 기습 효과를 강화할 수 있다.
또한 활공체와는 달리 종말 단계까지 계속 가속할 수 있어 복잡한 기동에 보다 유리하다. 이런 특징으로 인해 극초음속 활공체에 비해 기술적 난이도가 높다. 러시아의 지르콘 미사일을 제외하면, 대부분은 2030년대를 넘겨서야 등장할 전망이다.
2021년 8월 2일 러시아 국방부에서 Kh-95라는 공중 발사 플랫폼 극초음속 순항 미사일을 개발 중에 있다고 밝혔으며, 이 또한 2030년대 이전에 등장할 예정 이다.
미국도 2021년 9월 27일 레이시온과 노스롭 그루먼이 공동 개발중인 스크램제트 극초음속 순항미사일인 HAWC 발사에 성공하여 2022년에 프로젝트 완료를 계획하고 있다.
대표적으로 러시아의 지르콘 미사일, 중국의 DF-100, 미국의HAWC가 있다. 대한민국도 이 방식의 극초음속 미사일을 개발 중이다.
대응 체계 개발
미국은 2017년부터 미사일 방어국과 DARPA의 주도로 극초음속 미사일 요격에 관련된 연구를 수행하고 있다.
가장 기본이 되는 탐지 시스템으로는 위성간 네트워크를 통해 정보를 실시간으로 주고 받으면서 전세계의 상공을 탐색하며, 추적 및 타게팅 기능도 지원하는 수백기의 전지구권 소형 적외선 위성망을 구축할 예정이다.
또한 탐지 위성과 지상 시설, 이지스함 간 대용량 네트워크를 통한 공동교전능력을 이용, 이지스함이 자신의 레이더 탐지거리 밖에서 발사된 극초음속 미사일을 발사 단계에서부터 인식하고 미사일의 정보와 항적을 실시간으로 받으면서 원격 요격(LOR/EOR)을 수행할 수 있도록 지원한다.
요격 수단으로서 해군용으로는 GPI(Glide Phase Interceptor)라고 불리는 신형 함대공 미사일이 계획되고 있다. 극초음속 활공 단계의 글라이더를 중/고고도에서 파괴할 수 있는 장거리 미사일로, 극초음속 글라이더보다 속도와 기동성을 능가하도록 만들어질 예정이다. 또한 기존의 SM-6 함대공 미사일은 종말 단계 방어용으로 사용할 예정이다. 2020년 3월, 미국 국방부가 LRHW의 미 해군용 버전인 IR-CPS를 태평양에서 시험 발사하면서 동시에 지상에 설치된 AN/SPY-6(V)1 레이더로 탐지·추적하고 SM-6로 가상 요격하는 시뮬레이션을 수행했으며, 2021년 1월 관련 정보가 미의회에 브리핑되었다고 한다.# 2023년에 실제 요격 테스트를 수행할 예정이다
육군용으로는 Hypersonic Defense Weapon System (HDWS)라는 명칭의 프로그램이 진행되고 있으며, 후보로는 보잉이 신규 미사일인 Hypervelocity Interceptor(HYVINT)를, 록히드 마틴이 PAC-3를 개조한 VALKYRIE와 THAAD를 개조한 DART를 제안하고 있다. 또한 스크램제트와 활공탄 등 같은 극초음속 미사일로 요격하는 이이제이식 방안도 구상되고 있다.