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개발사

소련이 UR-100을 개발할 무렵 미국 ICBM(InterContinental Ballistic Missile: 대륙간탄도미사일) 전력은 소련을 압도하고 있었다. 미국은 ICBM 전력에도 하이-로우 믹스(High-Low Mix: 무기체계를 배치하면서 소수의 고성능 무기체계와 다수의 저성능 무기체계를 결합하여 전력을 구성하는 것)를 적용하고 있었다. 저렴한 비용으로 대량생산이 가능했던 소형 ICBM인 LGM-30 미니트맨(Minuteman)을 1,000여 발 생산하는 것을 목표로 실전배치에 들어갔고, 도시 하나를 날려버릴 수 있는 9메가톤의 파괴력을 가진 대형 ICBM인 타이탄(Titan)-II를 개발하여 1963년부터 실전배치를 시작했다. 소련은 1962년 피춘다(Pitsunda) 회의에서 미국의 핵보유전략을 그대로 답습하기로 결정했다. 소형 ICBM인 UR-100[일명 ‘레드 미니트맨(Red Minuteman)’]을 양산하는 한편, 도시파괴용 대형 ICBM인 R-36[일명 ‘레드 타이탄(Red Titan)’]의 개발에 나섰다.

R-36은 유즈노예(Yuzhnoye) 설계국(OKB-586)의 미하일 얀겔(Mikhail Yangel)이 맡아 1962년 5월 12일부터 개발에 착수했다. R-36은 초대형 ICBM으로서 중량급 ICBM, 초중량급 ICBM, 부분궤도폭격체계(FOBS, Fractional Orbital Bombardment System), 이 세 가지 기능을 모두 수행할 수 있도록 개발되었다. UR-100과 동시대의 제2세대 ICBM으로서 여전히 액체연료를 사용했지만, 엄청난 무게에도 이륙이 가능하도록 1단에는 R250계열 쌍발 엔진을 3개나 장착했다. 1963년 9월 28일 실시된 첫 발사는 실패로 끝났으며, 10회 발사 중 무려 7회나 실패를 기록하는 등 최초의 설계는 재앙과도 같았다. 그럼에도 R-36은 전략로켓군의 전략적 의도에 가장 충실한 미사일이었다. 사실 R-36 이외에도 대형 ICBM으로 코롤료프(Sergei Korolev)는 GR-1을, 첼로메이(Vladimir Chelomey)는 UR-200을 개발하고 있었으나, 소련은 1965년에 R-36을 선정했다. 설계팀이 꾸준한 개선을 통해 드디어 1966년 5월까지 개발을 완료하자, 11월 5일부터 R-36 미사일 연대가 가동되기 시작했다.

R-36은 모두 세 가지 형태가 있었다. 8F675 중형 핵탄두(파괴력 18메가톤)를 장착하는 Mod 1과 대형 핵탄두(25메가톤)을 장착하는 Mod 2가 기본형이다. 이 두 모델은 1967년 7월 21일 정식으로 전략로켓군에 편제되어 GRAU(Glavnoye Raketno-Artilleriyskoye Upravleniye: 미사일포병총국) 분류명 8K67로 명명되었으며, 나토(NATO)에서는 SS-9 ‘스칼프(Scarp)’로 불렸다. 세 번째 모델은 지구 남쪽으로 비행하여 미국의 ICBM 조기경보 레이더를 우회하여 공격하는 궤도무기로 R-36Orb로 명명되었으며, 1969년 8월 25일 배치가 시작되었다.

R-36이 배치됨으로써 소련은 본격적으로 미국의 ICBM 기지를 견제할 능력을 갖게 되었다. 여기에 고무된 소련은 R-36을 꾸준히 개발하여 애초에 2세대 ICBM이던 것을 3세대 다탄두 ICBM으로 진화시켰다. R-36의 시험이 종료된 지 얼마 되지 않은 시점인 1967년 12월부터 소련은 R-36에 기존의 단일탄두 대신 같은 목표를 향하여 공격하는 MRV(Multiple Re-entry Vehicle: 다탄두 재진입체)를 장착하는 시험에 돌입했다. 이에 따라 2.3메가톤의 핵탄두 3개를 장착하도록 만들어진 모델이 R-36P(GRAU 분류명 8K67P)였다. R-36P는 1970년 10월 26일자로 전략로켓군 무기체계로 편입되어 1971년부터 작전 운용이 시작되었다.

한편 1969년부터 소련은 또다시 R-36의 새로운 버전의 개발을 시작했다. 새로운 미사일은 탑재중량이 더욱 증가함에 따라 엔진 출력과 그에 따른 화염이 더욱 강해질 터였지만, 기존의 사일로(silo)에서 그대로 발사할 수 있어야만 했다. 또한 미사일은 언제든 발사가 가능한 상태로 10~15년 동안 보존이 가능해야만 했다. 이에 따라 설계 책임자인 얀겔은 새로운 발사 방법을 고안해야 했는데, 이때 등장한 것이 바로 ‘냉각발사(cold launching)’ 방식이었다. 이렇게 냉각발사를 적용한 새로운 미사일이 R-36M[GRAU명: 15A14 / NATO명: SS-18 ‘사탄(Satan)’]이었다. R-36M은 MRV를 채용한 R-36P와는 달리 MIRV(Multiple Independently-targetable Re-entry Vehicle: 다탄두 각개목표설정 재진입체)를 채택했고, 탑재중량이 늘어남에 따라 탑재하는 탄두수가 무려 8개로 증가했다. R-36M은 1975년부터 단일탄두형 Mod 1이 56발, 다탄두형인 Mod 2가 132발이 배치되었다.

그러나 R-36M은 운용 도중 PBV(Post Boost Vehicle: 후추진체)의 설계 결함이 발견되어 이를 수정한 R-36MUTTKh(GRAU명: 15A18 / NATO명: SS-18 Mod 4)가 등장했다. 이 미사일은 탑재중량이 8.8톤으로 증가했으며 이에 따라 탑재탄두수도 8개에서 10개로 늘었다. 정밀도도 향상되어 원형공산오차(CEP, Circular Error Probability)는 390m까지 줄어들었다. 시험발사는 1977년 10월 31일부터 시작되어 1979년 11월에 완료되었다. R-36MUTTKh를 장비한 미사일 연대 3개가 1979년 9월 18일부로 운용을 시작했고, 1980년까지 120발이 실전배치되었다. 1982~1983년에는 모든 R-36M 미사일이 신형 사양으로 개수되어, R-36MUTTKh는 SALT-I(제1차 전략무기제한협정)의 상한선인 308발이 배치가 완료되었다.

그러나 R-36 시리즈의 개발은 여기서 그치지 않았다. 미국이 최신예 ICBM인 M-X의 개발에 돌입하자, 소련도 1979년부터 핵전쟁의 상황 하에서 강화표적을 파괴할 수 있는 능력을 갖춘 신형 제4세대 ICBM을 개발하기로 했다. 이에 따라 개발된 것이 R-36M2로, R-36M2는 MIRV 방식의 대형 탄도미사일이었다. R-36M2의 설계는 1982년 6월에 끝났고, 본격적인 체계 개발은 1983년 8월 9일부로 승인되었다.

R-36M2는 1986년 2월 첫 시험발사에서 대실패를 겪었으나 꾸준한 개발이 이어져 1988년 3월에 전체 발사에 성공했다. 이에 따라 1988년 7월 30일에 R-36M2의 최초 도입부대가 가동을 시작했다. R-36M2는 ‘보예보다(Voevoda)’라는 별칭으로도 불리었으며, GRAU 분류명은 15A18M, NATO 분류명은 SS-18 Mod 5였다. 한편 R-36M2는 단일탄두형(NATO명 SS-18 Mod 6)의 개발이 1989년 9월에 완료되어 1991년 8월부터 배치가 시작되었지만, 단 10발만이 배치되었다가 2009년 퇴역했다. 소련은 제5세대 ICBM인 R-36M3 ‘이카르(Ikar)’도 개발을 시작했으나, 소련이 붕괴하면서 개발은 취소되었다.

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특징

R-36 계열은 2단 추진의 액체연료 미사일이다. 소련 ICBM의 특징에 따라 연료는 UDMH, 산화제는 사산화질소를 사용했다. R-36의 1단 엔진은 2개의 연소실로 구성된 개방 사이클 형식의 RD-251 쌍발엔진 3개와 RD-68M 자세제어 엔진 4개로 구성되어 274톤의 추력을 낼 수 있었다. 2단은 RD-252 쌍발엔진 1개와 RD-69M 자세제어 엔진 4개로 구성되었다. 특히 2단은 단일 격벽 시스템을 채택하여 구조물의 무게를 줄였을 뿐만 아니라, 엔진의 연소가스 가운데 일부를 탱크로 연결하여 탱크의 압력을 유지했다. R-36의 탑재중량은 5.8톤이었다.

R-36M의 1단 엔진은 단일 연소실을 갖춘 RD-263 엔진 4개가 조합된 RD-264로, 추력은 무력 424.8톤까지 증가되었다. 특히 1단 엔진은 추력편향이 가능하여 수평에서 7도까지 조절이 가능하게 됨에 따라 R-36과는 달리 4개의 자세제어 엔진이 필요 없게 되었다. 2단 엔진으로는 RD-0228 엔진 1개와 RD-0230 자세제어 엔진 4개가 장착되어 있다. R-36M은 연료탱크에 딱 필요한 양만큼의 산화제를 주입하여 연소반응을 일으킴으로써 적정 압력을 유지하는 정밀제어 연소를 채용했다. R-36M부터는 MIRV의 정확한 탄착을 위해 PBV를 장착했다. 또한 1단 추진제 탱크의 상단을 도넛 형태로 만들어 2단 엔진이 도넛 내부에 들어가도록 하여 공간을 절약하고 부품수를 과감히 줄임으로써 추진제 대 이륙중량비를 89.7%까지 올렸다. 이에 따라 R-36M부터는 탑재중량이 8.8톤으로 늘어났고, 세계 최대의 ICBM이 될 수 있었다.

R-36 시리즈는 사일로 발사 방식의 미사일이다. 언제든 발사 가능한 상태로 대기해야 하기 때문에 UR-100처럼 캐니스터(canister) 보관 방식을 채용했다. 미사일을 보호하기 위해 발사 시의 뜨거운 열기는 캐니스터와 사일로 사이의 틈새로 배출된다. 그런데 엔진 추력이 증가한 R-36M에서는 더 이상 이러한 직접점화(hot launching) 방식을 사용할 수 없었다. 이에 따라 R-36M이 채용한 방법이 냉각발사였다. 냉각발사는 일종의 초대형 ‘박격포 추진작약’이 터지면서 미사일 자체를 사일로 밖으로 밀어낸 뒤에 십수 미터의 고도까지 올라가면 1단 추진체가 점화되는 방식이다.

R-36M2는 R-36 시리즈의 최종 진화형으로 최신예 고체연료 ICBM에 못지않은 성능을 자랑했다. 1단 엔진은 RD-273(RD-263의 개량형) 4개가 조합된 RD-274로 468톤의 추력을 자랑한다. 최고속도는 마하 23 이상으로 평가된다. 2단 엔진은 RD-0255 1개와 자세제어 엔진 4개로 묶여진 RD-0256 엔진으로, 추력은 85톤에 이른다. R-36M2는 미국의 전략방위구상에 대항하는 미사일로 개발되어 1980년대 말 러시아가 보유한 핵무기 가운데 가장 강력한 것으로 평가되기도 했다.

R-36은 기본적으로 18메가톤이나 25메가톤의 파괴력을 가진 8F675 단일탄두를 채택했다. 18메가톤 탄두로는 15,200km를, 25메가톤 탄두로는 10,200km를 비행할 수 있다. MRV 모델인 R-36P는 2.3메가톤 핵탄두 3개를 채택했다. R-36M부터는 정밀도가 증가함에 따라 파괴력을 줄여 8메가톤 단일탄두(15B86)와 20메가톤 단일탄두(15F141)를 장착했으며, 사거리는 각각 16,000km와 11,200km로 증가되었다. R-36M의 MIRV는 0.4메가톤의 다탄두(15F143U) 8개로 탄두부의 원뿔 밑면을 맞대어 위아래로 2개씩 조합되어 4개가 장착되었으며, 사거리는 10,500km였다. 개량형인 R-36MUTTKh와 R-36M2는 0.5~0.75메가톤(추정) 다탄두(15F183) 10개를 탑재했다.

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운용 현황

R-36은 냉전 시절 소련 핵전력의 주축으로 활약하던 대형 ICBM 전력의 주축이었다. 초기의 R-36 전력은 20메가톤급의 단일탄두 모델과 3개의 탄두를 가진 MRV 모델로 구성되었는데, 288발의 미사일 가운데 200발이 단일탄두 모델이었다. R-36을 배치함으로써 소련은 최초로 미국의 ICBM 기지들을 타격할 수 있는 능력을 보유하게 되어 핵균형을 이룰 수 있었다. 이러한 능력은 세계 최대의 ICBM인 R-36M 시리즈가 등장하기 시작하자 더욱 강화되었다. 이제 미국은 R-36에 의해 미니트맨 기지가 제압될 수 있음을 걱정하기에 이르렀다. 이에 따라 미국은 공중에서 ICBM을 통제할 수 있는 EC-135 ALCC(Airborne Launch Control Center: 공중발사통제소) 항공기를 운용하기 시작했다.

소련이 무려 30년이 넘도록 R-36 시리즈에 집착한 것은 사실 미국 때문이었다. 냉전 기간 동안 미국은 나토(NATO) 지역에 전술핵무기를 배치하면서 본토의 ICBM과 함께 다양한 타격수단으로 소련을 타격할 능력을 유지해왔다. 그러나 소련은 미국의 주변에 전술핵무기를 배치할 수 없었고, 그나마 유일한 선택지였던 쿠바조차 1962년 쿠바 미사일 위기 이후로는 핵무기 배치가 불가능한 상황이 되었다. 이에 따라 핵전력의 부족을 ICBM으로 메우기 위해 마구잡이식으로 ICBM을 늘렸고, R-36M 계열은 훌륭한 플랫폼이 되었다.

최신형인 R-36M2는 정밀도가 200m 수준으로 매우 정밀하여 핵탄두뿐만 아니라 생화학무기의 운반수단으로도 치명적인 것으로 평가되었다. 탄두 10개에는 400kg의 탄저균을 탑재할 수 있는데, R-36M 한 발이면 무려 1,200만 명이 족히 넘는 인원을 사살할 수 있을 것으로 추정되었다. 물론 핵탄두를 장착할 경우 단 한 발로 중소국의 주요 도시를 모두 초토화시킬 수 있다. 주요 공격대상으로는 뉴욕, 로스앤젤레스, 시애틀, 시카고 등 주요 대도시가 지목되었다.

R-36M 계열은 모두 500여 발이 생산되었으며, 그중 100여 발이 R-36M2 사양이었다. R-36 시리즈는 SALT-I에 따라 154발까지 줄어들었다가 R-36M2를 제외하고는 모두 퇴역했다. 러시아 전략로켓군은 R-36M2의 수명연장사업을 실시하여 56발을 2009년부터 다시 배치했다. R-36M2 수명연장 모델은 2017년 기준으로 46발이 운용 중이며, 2030년경까지 사용될 예정이다.

한편 퇴역한 R-36M 계열의 미사일들은 상업용 위성발사체인 드네프르(Dnepr)로 사용되고 있다. 주로 카자흐스탄 바이코누르(Baikonur) 우주기지와 러시아 야스니(Yasny) 발사장에서 발사된다. 대한민국의 네 번째 다목적 위성인 아리랑 5호와 다섯 번째 위성 아리랑 3A호가 각각 2013년 8월 22일과 2015년 3월 26일에 드네프르에 탑재되어 발사에 성공했다.

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파생형

● R-36: 기본형으로 1966년 실전배치되었다. GRAU 분류명은 8K67, NATO명 SS-9 Mod 1·2 ‘스칼프’다. SS-9 Mod 1은 18메가톤 탄두에 사거리 15,200km, Mod 2는 25메가톤 탄두에 사거리 10,200km다.

● R-36Orb: 1969년 실전배치된 우주궤도 공격무기로 미국의 탄도탄 조기경보 레이더를 피하여 남극으로 비행하여 공격할 수 있는 능력을 가지고 있다. R-36Orb는 지구 저궤도 상공에 진입하여 지구를 반 바퀴 이상 돌아 공격해야만 하므로 2.4메가톤의 경량 단일탄두를 채용하고 있다. GRAU 분류명은 8K69, NATO명 SS-9 Mod 3이다.

● R-36P: 1970년부터 실전배치되었으며, GRAU 분류명은 8K67P, NATO명 SS-9 Mod 4다. R-36의 MRV 타입으로 2.3메가톤 탄두 3개를 장착한다.

● R-36M: R-36 개량형으로, 신형 RD-260 계열 엔진을 채용하여 추력이 향상됨에 따라 탑재중량은 8.8톤까지 증가했다. GRAU 분류명은 15A14, NATO명 SS-18 Mod 1·2 ‘사탄(Satan)’으로 불리며, Mod 1이 단일탄두형, Mod 2가 PBV를 장착한 MIRV형이다. 1975년부터 실전배치되었다. START협정에 의한 감축대상으로 RS-20A로 분류되기도 한다.

● R-36MUTTKh: R-36M의 개량형으로, PBV의 성능을 개량했으며 MIRV의 수를 8개에서 10개로 늘렸다. GRAU 분류명은 15A18, NATO명 SS-18 Mod 4, START 분류명은 RS-20B다.

● R-36M2: R-36M의 최종 개발형으로, 1988년부터 실전배치되었으며 현재까지 사용되는 유일한 모델이다. GRAU 분류명은 15A18M, NATO명 SS-18 Mod 5·6, START 분류명은 RS-20V다. Mod 6은 단일탄두로 모두 10발이 생산되었으나 2009년 모두 퇴역했고, 현재는 MIRV형인 Mod 5만 남아 있다.

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제원(R-36M2 ‘보예보다’ 기준)

- 발사방식: 사일로 발사
- 전장: 36.3m
- 직경: 3m
- 중량: 211.1톤
- 탄두: MIRV 10기
- 파괴력: 0.5~0.75메가톤(추정)
- 사거리: 11,000km
- 원형공산오차(CEP): 200m

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저자 소개

양욱 | 군사전문가
서울대학교 법대를 거쳐 국방대학교에서 군사전략을 공부했고, 줄곧 국방 분야에 종사해왔다. 중동지역에서 군 특수부대를 훈련시키기도 했고, 아덴만 지역에서 대(對)해적 업무를 수행하는 등 민간군사요원으로 활동했다. 현재는 한국국방안보포럼(KODEF) 수석연구위원 겸 WMD 대응센터장으로 재직하며, 국방부·합참·방위사업청 자문위원, 해·공·육군 정책자문위원으로 우리 국방의 나아갈 길에 대한 왕성한 정책제안활동을 하고 있다.