실제 탄도탄 방어는 매우 복잡한 절차를 통해 이뤄지는데, 여기에 소요되는 시간을 간략화하서 표현하면 그림과 같음


(a) 조기경보레이더(EWR)가 발사된 탄도탄을 탐지, 식별, 추적하는데 필요한 시간

(b) KTMO Cell에서 조기경보레이더의 탄도탄 큐잉 정보를 네트워크를 통해 요격체계에 전달하는데 필요한 시간

(c) 요격체계의 레이더가 탄도탄을 탐지, 식별, 추적하는데 필요한 시간

(d) 탄도탄이 요격체계의 요격 가능 고도를 비행하는 시간

(e) 탄도탄이 요격체계의 요격 가능 사거리를 비행하는 시간

(f) 요격탄의 최대 비행 시간 (최고고도 요격의 경우)

(g) 요격탄의 최소 비행 시간 (최저고도 요격의 경우)


그림의 경우 요격가능시간 ΔtI를 결정하는 요소는 요격가능고도 비행시간(d)임



그런데 중요한건 요격가능시간 ΔtI가 아니라 실제로 탄도탄을 추적하기 시작하는 시점부터 요격탄을 발사하기까지 걸리는 교전판단시간 ΔtDecision임.

이 교전판단시간 ΔtDecision을 제한하는 요소는 요격체계 레이더 탐지추적시간(c)과 요격탄 최소비행시간(g)임.

탄도탄이 아직 요격 가능 고도에 도달하지 못했더라도 레이더가 탄도탄을 탐지하기 시작한 순간부터는 얼마든지 교전 판단을 내릴 수 있고, 아직 탄도탄이 요격 가능 고도에 머물러 있는 상황이더라도 지금 발사한 요격탄이 도달할 시점에 탄도탄이 요격가능 고도를 벗어나게 된다면 이미 교전 판단을 내리기엔 늦은거임.


즉 탄도탄이 요격체계의 요격가능 고도에 얼마나 일찍 들어가는지(tA.High)는 교전판단시간에 아무런 영향이 없음. 어차피 교전판단시간의 시작은 레이더가 적 탄도탄을 탐지하는 시점(tD.R)임.

반면 교전판단시간의 끝은 요격체계의 최소요격고도와 요격탄 비행시간에 직접적인 영향을 받음. 최소요격고도가 높을수록 탄도탄이 최소요격고도 밑으로 내려가게 되는 시점(tA.Low)도 앞당겨지고, 요격탄 비행시간이 길수록 늦기 전에 교전판단을 내려야 할 시점(tL.Low)도 앞당겨짐.


그렇기 때문에 요격가능시간 ΔtI만 봐서는 정작 중요한 교전판단시간 ΔtDecision에 대한 단서를 얻을 수 없음.







이건 L-SAM과 유사한 성능을 가진 SAM1과 천궁2 혹은 패트리어트와 유사한 SAM2, SAM3의 시간성능인자를 각각 분석한 결과임.

SAM1의 요격가능시간은 23초에 불과하지만 최대탐지거리가 매우 긴 고성능 레이더 덕분에 교전판단시간은 93초나 됨.

SAM2와 SAM3는 짧은 레이더 탐지거리 때문에 교전판단시간의 시작 시점이 크게 늦춰지지만 그럼에도 요격가능시간에 비해 2배 이상의 교전판단시간을 확보함.

사실상 요격가능시간은 교전판단시간과 아무런 관련이 없는 걸 확인할 수 있음.






또한 다층방어를 효율적으로 수행하려면 우선 상층요격체계의 교전결과를 확인한 뒤에 하층방어체계의 교전을 판단할 시간이 확보되어야 함.

그림과 같이 SAM1과 SAM2로 구성된 다층방어의 경우엔 SAM1이 미리 레이더로 추적중인 탄도탄에 대해 교전을 결심한 상태에서 발사가능시간에 도달한 순간 최대한 빨리 요격탄을 발사하면 SAM1의 교전 결과를 확인할 수 있는 시간이 SAM2의 교전결심시간이 끝나기 전에 충분히 확보되는 것을 볼 수 있음.

만약 SAM1의 요격탄 비행속도가 빠르고 최고요격고도가 높아 교전이 더 일찍 이뤄진다면 다층방어에 필요한 시간적 여유를 더 많이 확보될 수 있을것임.





결론적으로 탄도탄 방어 체계의 효용성을 따질 때는 이런 종합적인 시간성능인자를 고려해야 하지, 요격가능시간 하나만 가지고는 절대 효용성을 따질 수 없음.

만약 SM-3의 요격가능시간이 길다는 것만 보고 좋다고 했는데 알고보니 최소요격고도가 높고 비행시간이 길어서 정작 교전판단시간은 사드나 L-SAM과 별 차이 안난다면?

만약 SM-3의 긴 비행시간 때문에 교전시점이 L-SAM의 교전판단시간을 지난 뒤라서 SM-3 교전결과 확인 후 바로 M-SAM이 요격해야 하고 SM-3, L-SAM, M-SAM 3중 탄도탄방어가 불가능하다면?

이런 점에 대한 고려 없이 단순히 탄도탄이 요격 가능 고도를 비행하는 시간이 더 긴 요격체계가 더 좋다고 하는건 그냥 사기치는거나 다름없음.




논문 출처: http://dx.doi.org/10.9766/KIMST.2019.22.1.093