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기초·응용과학
조행만 객원기자
2014-09-19

기뢰제거, 무인로봇에 맡겨라 기만기능에 자폭도 하는 수중로봇

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해양무기에도 이젠 무인기술이 도입되고 있다. 지난 18일 경남 진해에서 열린‘민과 군이 함께하는’해양무기학술대회에는 해양무기와 관련한 최신의 다양한 학술들이 발표됐다.  

LIG넥스원과 삼성탈레스, 한화 및 STX 엔진 등을 포함한 15개 방위산업체와 국방벤처 업체들이 참가한 이번 학술대회에는 해군 무기체계와 관련한 첨단 방위산업기술들도 한 자리에 모였다. 다양한 볼거리 중에 무인기뢰제거기술은 최신의 해양군사과학을 이끄는 중요한 분야다.  

기뢰 제거는 매우 위험한 작업이다.   ⓒ 연합뉴스
기뢰 제거는 매우 위험한 작업이다. ⓒ 연합뉴스

한 번 뿌려 놓으면 바다 위를 둥둥 떠다니며 해안을 봉쇄해 전쟁의 향방에 막강한 영향력을 미치는 해양무기가 기뢰지만 전쟁이 끝난 다음에는 오히려 제거와 수거가 위험해 큰 골칫거리로 남는 것이 또 기뢰(Sea mine)다.  

대형 기뢰의 경우, 큰 선박 한 척을 충분히 두 동강을 낼 정도로 어마어마한 위력을 갖고 있고, 작은 기뢰 역시 선박의 흘수선 밑에서 폭발, 큰 구멍을 내기 때문에 똑같이 위협적이다.  

문제는 최근 들어 기뢰가 더욱 강력해지고 있다는 사실이다. 기뢰에 유도장치를 부착해 표적을 추적해 폭파하는 능동형 기뢰도 개발되고 있다. 이는 함정이 다가와서 부딪혀야 폭발하는 고전적 압력센서식 접촉기뢰 또는 수중의 물리량의 변화를 감지해 폭발하는 감응기뢰보다 훨씬 업그레이드된 것이다.  

그러나 이 기뢰를 제거하는 소해작업(Sweeping) 역시 무인해양체계(Unmanned Maritime System, UMS)가 접목되면서 수중속 창과 방패의 싸움은 새로운 국면을 맞고 있다.  

원산 상륙 실패의 원인은 기뢰  

1950년 9월 15일 인천상륙작전에 성공한 미 제10군단은 인천지역의 교두보를 확보하고 서울로 진격, 9월 28일에 서울을 수복했다. 알몬드 장군의 지휘 아래 미 10군단은 이 여세를 몰아 낙동강에서 올라온 미 8군과 함께 38선을 넘어 후퇴하는 인민군을 추격할 계획을 세웠다.  

원래는 미 10군단이 평양으로 진격하면 수원 부근에 대기하고 있던 미 1군단이 빠르게 진격해 원산으로 방향을 틀어 인민군 패잔부대를 평양-원산간 양 측면에서 포위, 한국전쟁을 조기에 종결짓는다는 야심찬 작전계획이었다.  

그러나 10월 2일 미 10군단의 육상 진격 작전은 취소됐다. 대신에 맥아더 사령관은 "미 제8군은 38선을 돌파해 개성~사리원~평양으로 진격하고, 미 제10군단은 원산에 LST를 이용해 상륙, 함경도로 진격한다"는 변경된 명령을 하달했다.  

그러나 상황은 예상과 달랐다. 인천에서 쓰디쓴 실패를 맛본 인민군 사령부는 이번에는 소련군 고문단의 지원을 받아 원산을 상륙 예정지로 정확히 맞추었다. 이에 10월 4일까지 원산 만에는 소련제 기뢰 3000개가 뿌려졌다.  

해류에 떠다니는 부유기뢰, 해수의 흐름에 의해 발생하는 수압을 감지하는 압력감응기뢰, 접촉 핀이 성게 가시처럼 튀어나와서 적함 밑부분에 직접 닿거나 수압에 의해 구부러지면 폭발하는 고전적 접촉기뢰 등 다양한 기뢰들로 원산만을 메워서 상륙을 방해했다.

이 몇 겹으로 싸인 기뢰지대를 제거하기 위해 미 10군단은 엄청난 시간을 해상에서 허비해야 했다. 우선, 미 본토로부터 구축함 1척, 소해구축함 2척, 고속 수송함 1척, 비밀리에 일본 소해정 8척을 지원받아야 했고, 이중 미군 소해함과 한국 해군 516정, 일본 소해정 19호가 침몰했다.  

기뢰제거로봇은 기뢰를 기만하거나 부딪혀 폭발시킨다.  ⓒ 연합뉴스
기뢰제거로봇은 기뢰를 기만하거나 부딪혀 폭발시킨다. ⓒ 연합뉴스

드디어 10월 25일 미 10군단은 원산에 상륙했으나 인민군은 온데간데없고, 한국군 장교들 몇 명이 반겨주었다. 원산은 한국군에 이미 점령당했고, 원산상륙작전은 총 한 방 안 쏘고 행정절차에 따라 상륙하는 김빠진 작전이 되버린 것이었다. 소련제 기뢰의 효과는 뛰어났고, 미 10군단의 발목을 해상에 붙잡아놓은 사이에 인민군 수뇌부와 패잔부대들은 포위망을 빠져나갈 수 있었다.  

어뢰처럼 접근해 자폭하는 로봇 

원산상륙작전 이후 미 해군은 기뢰를 제거하는 소해전 전략의 중요성을 인식하고, 소해전 전문 조직을 만들어 실전 현장에 즉시 투입한다는 원칙을 세웠다.  

하지만 2차 대전 당시에 독일에서 만든 압력감응기뢰와 같은 재래식 기뢰마저도 얼마 전까지 뾰족한 대책이 없는 실정이었다. 감응기뢰에는 음향, 압력, 자기 그리고 복합감응기뢰 등이 있는데 주로 함정이 만들어내는 물리적 변화를 감지해 폭발하는 원리다.  

예를 들면, 선박의 프로펠러는 뒤쪽으로 빠져나가는 배출류를 방출하는 동시에 그 추진력으로 앞으로 나가면서 전방의 흡입류를 흡입한다. 이때 좌현의 배출류는 좌현 선미를 따라서 앞으로 빠져나가지만 우현으로 흘러가는 배출류는 우현 선미의 측벽에 부딪치고, 이로 인해서 배출류의 압축작용이 일어난다. 이 압력을 감지해 작동하는 기뢰가 압력감응기뢰다.  

이외에도 기관실 내부의 엔진 가동시 피스톤의 운동으로 인해 발생하는 엄청난 소음을 감지해 폭발하는 음향감응기뢰, 함정에 형성된 자기장을 탐지, 작동하는 자기감응기뢰 등도 매우 위험한 기뢰들로 원산상륙작전에도 큰 영향을 미쳤다.  

최근의 미 해군 보고서에 따르면 향후 기뢰는 더 위협적인 것으로 나타났다. 전문가들은 “전면전 가능성이 줄어든 장차 전에서 빈약한 능력을 가진 테러 단체가 저렴하고 손쉬운 방법인 기뢰를 적극 활용, 해안 봉쇄 전략으로 나올 가능성이 높다”고 지적했다.

그러나 21세기 들어 무인해양기술의 눈부신 발전은 위험한 기뢰제거작업을 무인로봇이 대신하는 무인해양체계(UMS)로 바꿔놓았다. 이에 기뢰전의 양상은 또 바뀌기 시작했다.  

지난 2011년 미 해군은 반자동 소해로봇인 무인감응 소해시스템(UISS)의 검증에 성공했다. 이 무인로봇이 기뢰원으로 이동해 대형 함정에서 나오는 자기, 음향 그리고 압력 등과 같은 효과를 방사하면 수중의 감응기뢰는 이를 실제 상황으로 오인해 폭발하는 원리다.  

지난 2011년 국내 방위산업체인 삼성탈레스는 국내 최초로 기뢰제거로봇(Mine killer)을 개발했다. 이 로봇은 소해함이나 무인잠수정을 통해 탐지된 기뢰에 접근한 뒤, 카메라로 기뢰를 최종 식별한 다음에 장착된 폭약을 터뜨리는 방식으로 기뢰를 제거하는 원리다.

 

 

 

 

 

조행만 객원기자
chohang3@empal.com
저작권자 2014-09-19 ⓒ ScienceTimes

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