중국의 미항공모함을 탐지, 추격, 공격에 대한 고찰

조선일보 유용원의 군사세계 군사고문관 2022-06-19 23:09:29

중국은 대만 침공 시 우려하는 사안 중 한 가지가 

성공적인 기습작전에도 불구하고 

미해군의 군사저지작전으로 인한 시간을 지연시키려는 의도적인 승기를 낮추게 하려는 점인데 

이를 구체적으로 실현시키는 적국의 전략무기체계는 미항공모함이라는 점을 알고 있기 때문에 

이에 대한 대비책을 중국 본토에서 계속적인 연구와 실험, 군사작전훈련을 통해 

현실화시키려고 하고 있다는 점을 알리기 위해 발제글을 작성하였습니다. 

미항공모함, 미함정에 대한 군사적 타격을 위한 연습을 위해 사막에 만든 모형들과 위치 

/ (2021.08.11. Reuters) / 2022061919550950604.jpg

2021년11월9일, 미해군 연구소(The U.S. Naval Institute)에서는 

상업용 위성회사인 MAXAR의 위성사진 이미지를 이용하여 

미항공모함과 유사한 모양의 두번째 미사일 표적이 500㎞ 떨어진 新疆(신장)에서 발견되었다고 밝혔습니다.

표적으로 발견된 Dryland Boat는 항공모함이었는데 

길이가 약 173m였으며 이는 미해군 Nimitz급 항공모함의 절반 크기였습니다. 

또한 표적의 표면에는 작은 레이더 반사기와 계측이 가능한 것으로 보이는 수직 기둥들의 윤곽이 보였습니다.

이전에도 미해군 연구소는 

Dryland Boat의 표적이 훨씬 더 작은 것이었던 약 75m 정도에 불과한 것도 있었다고 밝혔습니다.

흥미로운 것은 

이러한 표적들이 6m 폭의 철로선상에서 약 100㎞의 트랙에서 기동할 수 있었다는 것이며 

"S" 字형인 곡선으로 구성된 트랙도 있었습니다. 

중국은 이외에도 사막 훈련장 근처에 미해군 구축함과 비슷한 크기의 고정 타격물을 갖추고 있고, 

다양한 레이더 반사판과 계측기들을 표적들에 설치하여 

항공모함의 전자기 및 적외선 신호를 시뮬레이션화 하여 타격효과를 기록하고 있다는 점입니다. 

2022061920285561000.jpg

중국 서부 사막 훈련장에 만들어진 미 항공모함 모형 표적

News Satellite image ©2021 Maxar Technologies Used with Permission

https://news.usni.org/2021/11/09/second-u-s-aircraft-carrier-missile-target-spotted-in-chinese-desert

2022061920463976573.jpg

75m의 미항공모함 표적은 레일 위에서 이동 조정할 수 있음.

2022061921415231140.jpg

항공모함 표적 레일 근처에 「Arleigh Burke」급 구축함과 유사한 고정된 목표

https://news.usni.org/2021/11/07/china-builds-missile-targets-shaped-like-u-s-aircraft-carrier-destroyers-in-remote-desert

202206192153051910.jpg

2021년11월8일~13일 까지 중국 珠海(주하이) 에어쇼에서 공개된 

航天科工集团(항공우주산하그룹)에서 개발한 “陆上体系化综合电子蓝军系统"(육상체계 통합전자 청군시스템)

珠海(주하이) 에어쇼에서 

중국은 사막에서 미항공모함 표적으로 

궤도차량으로 사용되고 있었던 유사한 모형의 축소기동모형을 선보였습니다.

이 모델의 명칭은 "육상체계 통합전자 청군시스템" 이라고 하였으며 

이 모델의 사용목적은 기동 중인 미항공모함 편대를 시뮬레이션하기 위한 것이었습니다. 

군사전문가들은 미항공모함 편대의 사막에서의 목표물 설정에 관련하여 

테스트 정보와 타격 파편이 적국의 손에 넘어가지 않게 하는 장점은 있지만 

이것은 아주 작은 부수적인 장점일 뿐이라고 평하였습니다. 

물론 가장 큰 장점은 

미항공모함 편대에 대한 군사공격에 대한 시험비용이 천문학적 비용이 소요되는 점에서 절감효과가 있으며 

해상에서 기동하는 1만톤급 선박을 표적선으로 사용할 필요가 없다는 점입니다. 

왜냐하면 미항공모함은 크기가 상당히 커서 

일반적인 소형 보트로 타격 시뮬레이션을 하기에는 적합하지 않으며, 

통상적으로 미항공모함은 약 30knot(55.6km/h)의 고속으로 항해를 하는데, 

현재까지 중국해군에서는 이렇게 고속으로 도달할 수 있는 퇴역함선은 보유하고 있지 않기 때문입니다. 

물론 저속의 보트로 목표물을 셋팅 시뮬레이션을 하고 고정시키는 것은 

여타 다른 함선들과 타겟팅 하는 것은 동일하지만 

그럼에도 1만톤급 선박으로 표적 시뮬레이션을 시도하는 것은 쉬운 사항은 아니며, 

현재 지구상에서 1만톤급의 무인선으로 이동하는 선체에 미사일과 같은 전략병기로 타격하는 것은 

어느 국가도 없습니다. 

또한 움직이는 표적으로 한다한들 사람이 탑승할 수 없기 때문에 

이는 동력 없이 바다에 뜨는 고정된 표적으로 밖에는 활용할 수 없는 셋팅값일 뿐입니다. 

대만 침공을 염두에 두고 있는 중국의 군사적 데이터치를 축적하기 위해서는 

반드시 움직이는 미항공모함 표적이 필요한데, 

이러한 사막에서의 시험 트랙에서 움직이는 육상체계 시스템은 

미 항공모함의 표적 문제를 해결할 수 있다고 보는 겁니다. 

2022061922160357590.jpg

2005년, USS America(CV-66)가 목표 함선으로 사용된 후 바다로 가라앉는 마지막 순간 모습, 

현재까지 미해군에서 침몰된 함선 중 가장 큰 규모였음.

중국측은 대만 침공시 반드시 미해군 항공모함과 전투를 벌여야 함을 잘 알고 있습니다. 

그래서 항공모함과의 전투에 대해 다음과 같은 두 가지 문제 사항을 집중적으로 연구, 분석하고 있습니다. 

①. 어떻게 탐지할 것인가?

②. 어떻게 타격할 것인가?

중국은 미항공모함을 탐지하는데 두 가지 문제를 가지고 있다고 보고 있습니다. 

하나는 미항공모함이라는 대상을 감지하는 것이고, 

다른 하나는 감지한 미 항공모함을 지속적으로 모니터링 하는 것입니다. 

미 항공모함을 감지했다고 해도, 

대상물을 타겟팅 할 수 없으면 미 항공모함을 공격하는 작전 모두 실패가 되기 때문입니다. 

미 항공모함을 표적으로 잡은 후 발사준비 후 명중 할 때까지 지속적인 모니터링을 할 수 없으면, 

표적이 레이더 상에서 튕겨져 나갈 가능성이 있기 때문에 소용이 없어지기 때문입니다. 

미항공모함은 위성으로 감지하기에는 매우 크며, 

따라서 광학, 적외선 및 레이더 상의 표적으로 삼기에는 뚜렷하지만 문제는 포착하기 쉽지 않다고 합니다. 

우주 궤도에 떠있는 위성에서는 미항공모함을 포착하였을 경우 선명하게 볼 수 있지만, 

위성 궤도의 궤적 영역에 있지 않은 목표물은 보이지 않게 되며, 

위성의 궤도 변경은 매우 번거롭고 비용이 드는 문제입니다. 

2022061922311392549.jpg

2020년6월, 대서양에서 항해 중이었던 USS Gerald R. Ford CVN-78

2022061922420824097.jpg

2022년3월5일, the Aegean Sea(에게 해)에서 항해 중인  

USS Truman (CVN-75) 미항공모함이 위성에 포착된 이미지

(https://www.itamilradar.com/2022/03/05/uss-truman-underway-in-the-aegean-sea/)

정찰위성이나 정찰감시 항공기의 감시영역에 있으면 미항공모함을 탐지하는데는 큰 문제가 없지만, 

문제는 "시선 안에" 서 발생한다는 점입니다. 

위성의 궤도 매개변수는 언제든지 필요에 따라 변경할 수 없습니다. 

공개된 위성의 Overhead 시간에 따라 적시에 미항공모함 전단은 회피기동을 하는 전술을 펼치고 있는데 

이것은 항공모함을 편성하여 운영하는 전략사령부의 기본운영 원칙이기 때문입니다. 

(Overhead 시간 : 어떤 처리를 하기 위해 들어가는 간접적인 처리 시간)

게다가 한번 정찰감시 위성에 미항공모함이 포착되어도 

다음 위성이 통과 전에 피하기 위한 기동이 가능하다는 것을 미해군을 잘 알고 있습니다. 

2022061922551155975.jpg

99분마다 지구 한 바퀴를 도는 위성(각 극에서 10˚ 이내를 통과)

2022061922574164635.jpg

일반적인 위성의 궤도 궤적, 

매 턴마다 약간 offset(제어편차) 되어 N-turn 후에 원래 위치로 돌아가게 되어 있음.

고해상도의 광학 정찰위성은 고해상도로 미항공모함을 표적으로 포착할 수 있을 뿐만 아니라 

이 포착된 표적이 항공모함인지 아니면 유조선인지 식별할 수 있지만 

수평선이 좁기 때문에 지표면의 스캐닝 대역이 매우 좁아져서, 

폭이 몇㎞ 이고, 어느 시점에서든 재방문 간격을 일별 단위로 계산을 할 수 있습니다. 

이 재방문 간격의 시간 동안 미항공모함 편대는 속도를 높여 위성의 감시 궤적에서 사라집니다. 

또한 광학정찰 위성은 지구의 기후에 영향을 많이 받으며 

구름과 안개 등에 의해서 미항공모함 포착에 영향을 받게 됩니다. 

게다가 야간에 적외선 이미지의 해상도는 주간 광학이미지의 해상도보다 상대적으로 훨씬 떨어집니다. 

반면 레이더 정찰위성의 스캐닝은 수백㎞에 달할 수 있고, 지구 기후의 영향을 덜 받는 장점이 있습니다. 

그렇지만 레이더 위성의 해상도만으로는 

탐지된 목표물이 미 항공모함인지 유조선인지 식별을 즉시 할 수 없고, 

보완적으로 광학정찰 위성을 일시적으로 궤도상에 동원하여 확인하는데 시간이 걸린다는 점입니다. 

물론 레이더정찰위성을 궤도상으로 몇개의 위성을 더 발사하여 올려놓으면 

광학정찰위성의 재방문 간격을 단축할 수 있지만, 

그럼에도 그 수는 여전히 제한되어 있고, 표적처리를 하기에는 충분하지 않는 문제가 있습니다. 

다른 방법으로는 정찰기가 미항모 전투기의 방어선을 똟고 가시거리에 진입하는 방법이지만 

이 방법 역시 쉽지는 않습니다. 

게다가 광활한 바다에서 미항공모함을 찾는 것은 매우 비효율적입니다. 

과거 구 소련해군은 Tu-142를 배치, 운영하여 미해군 항공모함 전단의 평시 추적으로 사용하였고, 

부가적인 임무로 미잠수함에 대한 추적 임무도 행하였습니다. 

그러나 전쟁이 발발했을 시 최종목표 위치에 대한 정보를 모스크바에 보낸 다음 

미해군에 의해 격추되는 찰나에 조종사, 항법사는 낙하산으로 탈출하는 비상 메뉴얼을 갖추고 있었습니다.

그러나 현재 중국에서는 이러한 메뉴얼은 존재하지 않습니다. 

장거리 무인항공기는 훈련되고, 숙련된 승무원의 생명안전 문제는 없지만 

전장의 상황에서 격추될 가능성이 매우 높고, 유인항공기 보다 생존가능성이 낮습니다. 

극초음속 무인항공기는 미항공모함 전투기와 미사일의 요격을 돌파할 수 있지만 

미항공모함 전단 위로 머무르기 어렵습니다.