날아오는 미사일… `고주파 토네이도'가 막는다 / 국방일보 2011.03.29

 

TV를 통해 미국 중남부에서 빈번하게 발생하는 강한 회오리바람인 토네이도의 위력을 누구나 한번쯤은 보았을 것이다. ‘저 강력한 토네이도를 무기로 만들 수 없을까?’ 생각한 사람도 적지 않을 것이다. 이와 같이 회전하면서 진로상의 물체를 튕겨 버리고 내부로 들어온 물체를 위로 날려버리는 강력한 파괴력을 이용한 무기가 바로 플라즈마 캐논이다. 플라즈마 캐논은 일정 공간에 토네이도의 회오리바람과 같이 강력한 깔때기 모양의 플라즈마를 형성시켜 영역으로 들어오는 적의 비행체를 순식간에 와해시키는 초강력 무기다.

플라즈마 형성, 적 물체 튕겨버려

　‘플라즈마(plasma)’란 물리학적인 개념으로 고체·액체·기체와 더불어 ‘제4의 물질상태’며 기체를 수만 도까지 가열하면 얻을 수 있다. 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 형광등 네온사인ㆍ번개ㆍ오로라 등이 플라즈마의 좋은 예다.

　1990년대 초 러시아의 무선발사체연구소(RIBRI : The Radio Instrument Building Research Institute)는 50km 고도에 있는 목표물을 파괴시킬 수 있는 플라즈마 무기를 개발했다. 이후 러시아가 미국과 공동으로 태평양에 있는 미(美) ABM 시험장에서 시험을 실시한 바 있으나, 관련 상세 정보는 알려져 있지 않다. 이 시험은 날아오는 미사일을 플라즈마 캐논으로 쏘아 올려 격추시키는 개념으로 진행됐다. 당시 시험 비용은 미국의 전략방위계획 프로젝트 비용보다 10분의 1의 수준인 300만 달러로 해결해 개발과 운용 측면에서 효과가 있음을 확인했다.

美 전략방위계획 비용의 1/10 수준

　플라즈마는 펨토초 단위의 극초단파 고출력 레이저 빔을 한 점에 집중해서 마이크로파보다 1000배 이상 강한 에너지를 얻을 수 있다. 그러나 무기로 사용 가능한 강력한 에너지를 얻기에는 여러 가지 난제가 있는데 그중 한 가지가 전기장의 상쇄다. 전기장은 레이저의 진행 방향과 레이저가 만드는 전기장의 방향이 서로 수직이기 때문에 가속에 사용할 수 있는 실질적인 위력은 줄어들게 된다. 이 문제는 레이저를 이용해 전기장의 방향을 바꾸게 해 해결할 수 있으며, 에너지를 감소시키지 않고도 강력한 에너지를 발생시켜 무기화할 수 있게 된다.

　이러한 원리를 응용한 플라즈마 캐논은 지상이나 함정에 무장으로 탑재할 수 있으며 주로 적의 미사일이나 전투기의 방어망으로 운용 가능하다. 플라즈마 캐논은 포신 형태의 관 내부로부터 초고속주파수의 방사물질(엄청난 양의 고밀도 플라즈마 상태)을 목표물 근처에 발생시킨 후 파동형태의 레이저로 플라즈마를 팽창해 폭발시킨다.

　한번 상상해 보자! 수십 km 고도로 날아오는 적의 미사일이나 전투기가 일정 영역으로 공격해 올 때 플라즈마인 토네이도 회오리를 쏘아 올려 빛의 속도로 레이저를 쏘아 타격한다면 그 정확도는 패트리엇의 수십 배에 이를 것이다.

전기장·레이저 등 아직 미완성

　그러나 SF에서나 볼 수 있는 플라즈마 무기는 현 군사 기술력으로는 제대로 제어할 수 없다. 또한 작은 크기로 가열해서 발사할 수 있는 기술을 보유하는 것도 불가능한 것으로 학계에서는 판단하고 있다. 그렇지만 첨단 기술의 발달과 더불어 플라즈마 기술을 이용한 무기의 등장은 멀지 않은 미래에 가능할 것으로 보인다.
 <박종남 국방기술품질원 선임연구원>