EMP와 전자전은 북한의 유력한 대응수단

1월 23일, 북한의 인공위성 발사에 대해 미국이 주도한 유엔 안보리의 대북제재결의안 2087이 통과되었다. 북한은 결의안이 채택된 지 2시간도 채 못 되어 외무성 성명을 통해 “조선반도(한반도) 비핵화는 종말을 고했다”고 주장하며 결의안을 전면 거부하였고 2월 12일, 제3차 핵시험을 단행하였다. 북한은 한미연합군이 키리졸브 훈련을 강행한 3월 11일에도 정전협정과 남북불가침 합의 백지화 조치를 취하였다.

유엔 안보리가 더 강도 높은 대북제재결의안 2094를 통과시킨 현재, 북한은 이미 공언하였듯이 제2, 제3의 조치를 연달아 취할 태세이다. <노동신문>은 3월 6일, 서울과 워싱턴을 불바다로 만들겠다고 선언하면서 “아직 세상이 알지 못하는 우리 식의 정밀 핵타격 수단으로 맞설 것”이라며 최첨단 핵무기의 사용 가능성을 언급했다. 이를 두고 조선일보는 3월 8일, 북한의 제2조치로 수퍼 EMP탄을 시험할 가능성을 언급하기도 하였다.

일각에서는 북한이 핵과 대륙간탄도미사일(ICBM)을 보유하고 있더라도 재래식 무기의 절대열세에 놓여 있기 때문에 핵과 미사일만 가지고 한미연합군과 전쟁을 치를 가능성은 전혀 없다며 북한의 공격 가능성을 일축한다.

그러나 지난 2010년도의 연평도 포격전을 살펴보면 결과는 딴판이다. 북한은 재래식 무기만 활용한 포격전에서도 연평도에 주둔한 해병대에 충격적인 피해를 입혔다. 우리 군이 자랑하던 K-9 자주포와 대포병레이더는 북한군에게 효과적으로 대응하지 못했던 것이다.

당시 북한은 단순히 포격만 단행한 것이 아니라 우리 군의 K-9 자주포로부터 피격당하지 않기 위해 전자전을 단행하였다. 이명박 정부 당시 대통령 직속 이상우 국방선진화추진위원장은 중앙일보와의 인터뷰에서 “연평도에 대포병레이더가 있는데 두 대 모두 작동이 안 됐다. 북한이 재밍(전파교란)한 것이다. 북한 포탄이 어디서 오는지도 몰랐다. 그래서 연평도 앞 작은 섬의 해안포에 대고 반격했다. 나중에 보니 실제로 북한이 포를 쏜 곳은 개머리 반도였다. 헛짚은 것이다”라고 서술하며 “국방부에 가서 ‘통일되면 포격을 기획한 북한 장교를 불러 술 한잔 사고 싶을 만큼 빈틈없는 기획이다. 국방부 당신들은 기합 받아야 한다’고 말했다”고 하였다.

이러한 사실은 북한은 비단 핵과 미사일로 대변되는 비대칭 전력 뿐 아니라 재래식 무기를 활용한 국지전에서도 전자전을 동원할 능력을 갖추고 있어 지난 연평도 포격전에서 확인된 바와 같이 재래식 무기의 대결에서도 결코 앝잡아 볼 수 없는 상대라는 것을 의미한다.

전자전이란 무엇인가

전자전(Electronic Warfare, EW)은 적군의 전자장비를 무력화하기 위해 전자기파를 이용해 공격하거나 적의 전자장비를 방해하는 행동을 말한다. 전자전은 하늘, 바다, 육지, 심지어는 우주에서도 적용되며 전자공격(EA), 전자보호(EP), 전자지원(ES) 3가지로 세분화할 수 있다.

적극적인 전자전은 전자공격(Electronic Attack; EA)이다. 전자공격의 예로써 통신방해, 레이더 교란, 고출력 에너지를 한 곳에 집중시키는 레이저를 비롯한 지향성 에너지 공격 등을 들 수 있다. 또한 전자지원(Electronic Support; ES)은 자신의 전자기 스펙트럼을 차단해 적군의 전자정찰로부터 자유로워지는 것으로 미국이 개발하였다는 “스텔스” 기능이 대표적이다.

전자전을 방어적 측면에서 활용한 대표적 예는 자체보호재머(self protection jammer)와 같은 전자교란장비(electronic jamming)를 탑재하는 것이다. 예를 들어 전투기에 전자교란장비를 탑재하면 적군의 유도미사일이 아군 전투기로 접근할 때 강력한 고출력 전파를 발사해 유도미사일의 명중률을 낮춘다는 개념이다.

1904년 러일전쟁에서 러시아 함대가 일본의 사격 지휘 정보의 무선통신을 방해하면서 시작된 현대적인 전자전은 1942년 6월 5일, 미드웨이 해전에서 미군이 일본군의 무전통신 암호를 도청해 해독함으로써 세 배나 큰 규모의 일본해군을 각개격파해 미국이 함선의 열세를 극복하고 태평양 전쟁의 승기를 잡는데 기여하였다.

21세기의 전투는 기본적으로 전자전이다. 수백km 떨어진 적진의 축구골대까지 명중시킨다는 이른바 토마호크 순항미사일은 지휘부의 원격조종에 의해 비행한다. 미국이 보유한 수많은 정밀폭탄 (J-DAM)은 모두 인공위성에 의해 위치가 유도된다. 뿐만 아니라 적 레이더에 포착되지 않는 ‘스텔스’ 기능과 더불어 GPS 교란과 나아가 적 전자기기를 사용불능으로 만드는 EMP 공격에 이르기까지 전자전은 끊임없는 발전을 거듭해왔다.

한국도 2004년, ALQ-X라는 국산 전자교란장비를 개발하였다고 한다. 전투기방어용 전자교란장비 ALQ-X는 항공기에 위협을 주는 적 미사일탐색장치와 레이더의 RF 신호를 수신하면 이 신호를 측정 분석한 뒤 교란전파를 발사하여 적의 레이더 작동을 방해하거나 지대공 또는 공대공미사일의 명중률을 떨어뜨린다고 한다.

북한 전자전의 뿌리는 푸에블로호

북한은 예로부터 첩보전, 정탐전, 정보전, 전자전 능력을 크게 신장시킬 수 있는 유리한 기회를 포착하였다. 바로 1968년 1월 23일, 미국의 첩보선 푸에블로호가 북한에 나포된 것이다.

당시 푸에블로호는 북한 동해안 지역의 감청과 전기신호 분석을 위해 북한 인근 해안 깊숙이 항해하고 있었다. 북한은 이 푸에블로호가 북한영해를 침범하였다고 주장하며 나포해 미국과 전면전 문턱까지 가는 극한 상황을 야기하기도 하였다.

1967년에 첩보선으로 거듭난 푸에블로호가 1년도 못되어 1968년에 나포되었으니 이는 1967년까지 개발한 미국의 수많은 정보기술, 첩보능력이 죄다 북한으로 넘어가버렸다는 것을 의미한다. 푸에블로호는 암호해독기인 KW-7과 KW-37의 인쇄회로판 일부, KG-14와 비밀문서의 90%, WLR-1 도청기와 미군의 신호정보자료, 미 국가안보국의 전시 전자명령서, 소련, 중국, 북한의 레이더 기지와 전송시설, 그들의 주파수를 비롯한 숱한 정보까지 빠짐없이 북한군에게 넘겨주고 말았다. 또한 푸에블로호에 탑승한 생존 승무원은 82명이었는데 이들의 진술에 의해 미군의 극비정보와 KW-37, KG-14등에 대한 설명과 회로구성도까지 추가로 북한에 넘어가고 말았다고 한다.

미 조사위원회는 이 사건을 두고 “문서 및 장비의 긴급파기 실행 시 신호정보 요원들의 활동은 비조직적이며 한심하고 비효율적이었다.”고 평가하였다고 한다. ‘미 국가안보국 NSA’는 이 사건으로 인해 미국이 미 해군 전체의 암호해독표를 모조리 바꾸게 된 경위를 설명한다.

취역한 지 1년도 안된 미 해군의 최신 첩보선을 나포한 북한은 당시 미국의 최신식 첩보장비와 레이더 사용법, 전파활용방법을 한순간에 획득할 수 있었다. 푸에블로호의 나포는 향후 북한이 전자전 기술을 습득하는데 커다란 밑거름이 되었으며 결국 “미군의 기술로 미군을 정탐하는” 역설적인 상황을 낳고 말았다.

북한의 전자전 능력

푸에블로 나포 이후 45년, 브루스 벡톨 텍사스주 안젤로 주립대 교수는 2012년, “북한의 비대칭 위협 개발 :미사일과 전자전 (Developments in the North Korean Asymmetric Thereat: Missiles and Electronic Warfare)”이라는 제목의 논문에서, 북한의 전자전 능력을 높게 평가하였다.

한국은 지난 2010년 8월 23일부터 26일까지 4일간 전파교란 공격을 받아 항공기 15대와 해군함정 1척의 GPS 수신기가 멈췄다. 2011년에는 3월 4일부터 14일까지 11일간 전파교란을 받았는데 항공기 106대와 선박 10척의 GPS 수신기가 신호를 받지 못하였다. 2012년에는 4월 28일부터 5월 13일까지 16일간 전파교란 공격을 받아 피해 규모가 항공기 1,016대와 선박 2,054척으로 확대된 바 있다.

벡톨교수는 이러한 GPS 교란의 진원지로 북한을 지목한다. GPS 주파수와 동일한 전파를 쏘는 ‘재밍(Jamming)’, 전파교란으로 GPS의 잡음을 높여 수신기가 제대로 된 신호를 찾지 못하게 만드는 방식으로 위성위치확인시스템을 교란시킨다는 것이다.

벡톨 교수는 북한이 전자전의 중요성을 깨닫고 2000년대 후반 정찰총국 등 평양과 휴전선 인근 기관내 사이버 부대에 수천명을 증원했으며 전자전에 최대 5천명의 진용을 갖추고 있다고 주장하였다. GPS 교란의 진원지에 대한 사실관계를 떠나서도 미국 학계에서 북한 전자전에 대한 우려가 본격화되는 상황은 주목할 만하다.

일례로 이란에서는 GPS 교란을 넘어서서 이란 상공을 정찰하던 미국의 RQ-170 센티넬 스텔스 무인정찰기를 무려 4대나 나포, 공개해 미국의 체면이 바닥에 떨어뜨리고 있다. 무인정찰기를 나포하는 과정은 우선 방해전파를 쏴서 무인정찰기와 미 중앙정보국(CIA) 사이의 통신을 마비시키고 가짜 GPS 신호를 보내 이란이 지정한 장소에 무인정찰기를 착륙시키는 방식이다. 북한과 이란의 군사교류는 널리 알려진 사실인 바 미국이 전자전에 촉각을 곤두세우는 것도 무리는 아니다.

그러나 전자전은, 특히 한국군에게 훨씬 위험하다. 김종대 <디펜스21> 편집장에 따르면, 한국 무기체계의 70~80%는 민간 상용 GPS를 장착하고 있다고 한다. 민간이 운용하는 GPS는 언제든지 방해전파에 고스란히 피해를 받을 수밖에 없다. 상용 GPS는 출력이 낮은 민간위성에 의존하기 때문에 서푼짜리 재밍 장비에도 꼼짝하지 못한다는 것이 김종대 편집장의 주장이다.

김 편집장은 민간 GPS의 오차범위는 최소 10m 이상으로 애당초 “정밀타격” 자체가 불가능하지만, 휴전선에서 교전 시, 북한이 강력한 GPS 교란전파를 발사하면, 우리 군의 반격은 10m의 오차를 뛰어넘어 정밀도가 한참이나 더 떨어지게 된다는 것이다.

북한의 EMP 공격 가능성

그런데 전자전 가운데 국지적 영역에서 단행되는 GPS 교란, 방해전파 발사를 뛰어넘어 광범위한 지역에 전면적으로 작동하는 전략무기도 주목해야 한다.

3월 8일, <조선일보>의 유용원 군사전문기자는 안보리의 대북제재결의안에 맞선 북한의 제2조치로 수퍼 EMP탄 공격 가능성을 보도하였다.

수소폭탄이 폭발하면 탄두는 고출력의 막대한 핵에너지에 의해 원자구조까지 해리된다. 수소폭탄을 우주공간에서 폭발시킬 경우 지구쪽 방향의 플라즈마화된 입자와 강력한 에너지는 일부 지구대기권으로 쏟아지며 대기에 수많은 대전입자를 발생시켜 이른바 강력한 전자기 펄스를 형성한다.

이렇게 형성된 전자기펄스는 반도체와 정밀회로를 비롯한 미세회로에 과전류를 유도시킨다. 전자기기 회로에 원치 않는 전류가 흐르면 회로의 정상작동은 불가능해진다. 이른바 EMP 공격에 의한 소프트킬(soft-kill)이 발생하는 것이다.

여기에 훨씬 강력한 전자기 펄스가 강타하면 도선의 과전류도 큰 폭으로 증가한다. 과전류가 크게 증가할 경우 도선의 너비가 1㎛도 채 되지 못하는 집적회로의 구리나 알루미늄 배선은 순간 온도가 상승하며 구리, 알루미늄의 녹는점에 채 도달하기 이전에 응집현상(EM : electromigration)이 일어나고 만다. 응집현상(electromigration)이란 과전류에 의해 금속도선의 표면장력을 이기지 못하고 미세한 금속배선이 물방울 형태로 동글동글하게 맺혀버려 회로가 끊어지는 현상을 말한다.

뿐만 아니라 D-ram을 비롯한 집적회로의 미세 축전지도 일시적 과전류가 흐를 경우 방전(discharge)을 통해 알루미늄 기판 사이의 매우 ?은 절연체(SiO2)에 기계적 결함이 발생해 전자가 누수할 수 있어 마찬가지로 작동불능 상태에 빠질 수 있다.

이러한 경우 해당 전자장비는 그리 높지 않은 온도에서도 영구적으로 사용불능이 되어버린다. 즉, EMP 공격에 의한 하드킬(hard-kill)이다. 이를 위해서는 매우 강력한 전자기 펄스가 발생해야 하는데 수소폭탄을 비롯한 원자탄이 EMP 공격이 가능한 에너지를 제공할 수 있다.

심지어 번개를 맞아도 무너지지 않는 건물 내 철근구조나 전자기 펄스에는 구조변형이 발생하지 않는 다른 금속성 제품들과 달리, 눈에 보이지도 않는 전자기기의 미세회로는 수 mA 수준의 유도전류로도 미세구조가 파괴될 수 있다. 우주공간에서 수소폭탄이 폭발할 경우, 형성된 막대한 에너지는 매우 광범위한 지역에 전자기 방해, 이른바 소프트 킬(soft-kill)을 발생시키고 중심지역의 전자기기는 하드킬(hard-kill) 피해를 피할 수 없다.

물론 주한미군은 적국의 EMP 공격에 대비해 EMP 방어체제를 구축하고 있다고 한다. 이는 사실 금속으로 회로를 완전히 밀봉하는 것이다. EMP가 전자기기에 가해지면 회로 외부를 둘러싸고 있는 금속이 모두 동일한 전기에너지를 갖게 되므로 EMP 전기에너지는 금속표면상에 머물 뿐 회로내부로 침투할 수 없는 것이다. 이는 번개가 칠 때 자동차 안에 있으면 자동차가 번개에 맞아도 사람은 감전을 피할 수 있는 차폐효과의 응용이다.

그러나 EMP 공격에 대한 차폐효과를 구축하더라도 전파를 외부로 발신해야 가동되는 레이더는 작동시킬 수 없는 상태가 되어버린다. 북한이 EMP 공격을 단행할 경우 한미연합군의 능동적 대응은 사실상 불가능하다. 더욱 중요한 것은 한국군의 전반 장비가 EMP 공격에 무력하다는 점이다. 2011년 9월 20일 <연합뉴스> 보도에 따르면, 심지어 EMP 방호를 했다고 알려져 있는 국방부 청사나 합동참모본부조차도 EMP 방호시설이 전자파 간섭(EMI)을 막는 수준으로 북한의 EMP탄은 물론 핵폭발로 인한 고고도전자기펄스(HEMP)에 대한 방호를 장담할 수 없는 수준이라고 한다.

물론 수퍼 EMP탄도 수소폭탄이므로 방사능과 핵폭풍, 중성자 방출로부터 자유로울 수 없다. 그러나 EMP탄은 다른 요소에 비해 전자기 펄스를 극대화하기 위한 방편에서 우주공간에서 폭발시키므로 여타의 핵무기에 비해 방사능과 핵폭풍 등의 위험을 상대적으로 크게 줄일 수 있는 것이다.

무시할 수 없는 문제는 한국과 미국에서부터 북한이 EMP탄을 보유했을 가능성이 흘러나오는 현상이다.

2011년 9월 20일, 우리 군은 국회제출 자료를 통해 전자기펄스(EMP)탄을 북한군이 보유했는지에 대해 “북한의 신형 전자전 장비 개발 추세와 각국의 EMP탄 개발 추세를 고려할 때 북한도 향후 개발할 가능성이 있다”고 인정해, 대책이 시급한 실정이다.

지난 2011년 6월 24일, 미국의 소리방송(VOA)은 미국 중앙정보국(CIA)에서 핵무기 전문가로 근무했던 피터 프라이 박사가 “북한의 핵실험이 핵무기에 EMP 기능을 더한 슈퍼 EMP 폭탄 실험이었을지 모른다”고 주장했다고 보도했다.

한국국방연구원(KIDA)도 2009년, “북한이 소형 핵탄두를 EMP 폭탄 형태로 활용할 수 있다”며 “동해 상공 40∼60km에서 20kt의 핵무기가 터지면 한반도 전역의 전자장비 탑재 무기를 무력화할 수 있다”고 밝혔다.

대화만이 유일한 해법

북한의 군사대응 능력이 날로 신장되고 있는 만큼 현 한반도 정국도 근본적으로 재검토해야 한다. 보수세력은 툭하면 북한 핵무기가 서울 상공에 터지면 수십만명이 죽는다고 국민들을 선동하면서도 실제로는 북한이 핵단추에 손을 가져가면 북한도 공멸할 것이므로 그들은 북한이 핵단추를 누를 수 없다는 맹신에 근거해 북한 압박에 나서고 있다.

비핵보유국이 사실상의 핵보유국을 군사적으로 위협하려는 시도는 전 세계에서 한반도가 유일하다.

북한의 전력은 핵과 대륙간탄도미사일만으로 평가할 수 없다. 북한이 미국 최신 첩보선인 푸에블로호로부터 첨단 전자전 장비를 획득한지 45년, 여러 차례의 GPS 교란에 이어 이제는 북한군에 의한 EMP 공격 가능성까지 흘러나오는 상황이 되었다.

현 국면의 유일한 해법은 대화이다. 방사능은 국적을 가리지 않으며 EMP 공격에 의해 레이더를 끄고 벌이는 전투는 1950년 한국전쟁 이상으로 미국에게도 참혹할 것이다. 미 농구스타 데니스 로드맨의 전언대로, 오바마 대통령이 평양으로 전화하는 것이 현 대결국면의 유력한 출구전략일 수 있다.

#위 원고는 <통일뉴스>에 기고한 원고입니다.