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시뮬레이션 기법을 통한 미사일 방어체계 효과 분석
김종우
1,4592017.07.03
들어가며
북한의 핵 미사일 위협이 지속적으로 증가하는 상황에서 한국사회는 고고도미사일방어체계 (Terminal High Altitude Area Defense, 사드) 배치 문제를 둘러싸고 홍역을 치르고 있다. 한•미•일 미사일 방어체계 구축에 극도의 거부감을 보이는 중국은 사드가 본격적으로 배치되기 시작되자 노골적인 경제보복 조치를 가하고 있다. 사드 배치를 둘러싸고 정치, 사회적 갈등이 높아지는 상황에서 국론을 모을 수 있는 방법은 미사일 방어체계에 대한 과학적인 연구와 평가이다. 현재 사드에 대해 ①효율성 ②환경영향평가 ③중국과의 관계 ④절차 ⑤비용 같은 문제들이 제기된다. 그러나 군사적 효율성이 가장 중요한 항목이므로 다른 요인들은 배제한 후 사드 방어 효과의 관점에서 연구를 진행하였다.1 본 연구가 제시하는 객관적이고 논리적인 평가에 따르면, 시뮬레이션 전제 조건 하에 예상되는 북한의 핵 전력에 대한 ‘충분한 방어’2를 위해서는 사드 한 개 포대로는 부족하며, 최소 5~7개의 사드 포대가 있어야 주요 지역방어가 가능하다.3
북한의 미사일을 현재의 요격 체계만으로 방어하는 것은 한계가 있다. 현재 한국의 미사일방어체계는 Patriot 시스템에 대부분 의존하고 있으며 북한의 핵 미사일 위협에 대응하기에는 부적절하다. 현실적으로 한국에 당장 구축 가능한 다층 미사일 방어체계는 사드와 PAC-3로 구성된 2중 방어망이다. 본 연구 시뮬레이션 결과 60% 이상의 요격 정확도를 갖춘 사드 체계 도입 시 PAC-3 단층 방어망에 비해 방어 능력이 최소 6배에서 최대 1,000배 개선된다. 또한 사드가 78.5% 이상의 요격 정확도를 갖춰야 ‘충분한 방어’ 가 이뤄질 수 있으며, 이 경우 ‘적의 미사일을 완전히 격추 시킬 확률’이 단일 방어망의 37%에서 95.5%로 향상되었다. 본 연구는 방어체계의 구성에 따라 ‘충분한 방어’ 를 만족하는 사드의 조건을 제시하였다.4 더욱 실효성 있는 방어를 위해 Kill-Chain의 선제타격 능력을 강화해 이동식 발사대와 같은 발사 수단을 최대한 제거해야 하며, 여기서 살아남은 제한된 적 미사일에 한해 2중 방어망으로 대응한다면 미사일 방어 효과를 극대화 할 수 있다. 이때 사드가 요격의 주축이 되고 PAC-3는 사드를 지원하는 역할을 해야 한다. 더불어 한국이 독자 개발중인 M-SAM과 L-SAM까지 기존 체계에 더해진다면 미사일 방어에 드는 비용을 큰 폭으로 줄일 수 있게 된다.
물론 사드가100%검증되지 않은 무기체계이기 때문에 북한의 미사일을 완전히 방어할 수 있는가 라는 의문은 여전히 남는다.적의 모든 미사일을100%완벽하게 요격할 수 있는 완전한 방어는 기술적으로 불가능하다.그러나 불완전한 방어체계가 유용성이 없는 것은 아니다.미사일 방어망의 요격 정확도가 높을수록 안보가 증진된다는 점을 고려하면 사드가 필요 없다는 주장은 수리적 시뮬레이션의 결과에 비춰볼 때 근거가 취약하다. 본 연구에서 사용한 시뮬레이션 기법의 세부적 가정,설계 등 전문적인 내용은 부록에 포함 시켰다.
목차
1. 들어가며
2. 대한민국 안보 현황과 비교
3. 북한의 미사일 위협과 방어체계에 관한 시뮬레이션
4. 결론
본 문건의 내용은 필자들의 견해로 아산정책연구원의 공식 입장과는 다를 수 있습니다.
- 1. 다만 공개된 미사일 방어체계의 정보가 적어 실제 일어날 수 있는 다양한 운영, 기술적인 요인들을 시뮬레이션에 충분히 반영하지 못한 한계점이 있다.
- 2. 본 연구에서는 ‘적의 미사일을 완전히 격추 시킬 확률’이 90% 이상이 되는 것을 ‘충분한 방어’ 의 기준으로 제시하였다.
- 3. 이는 시뮬레이션 조건 하에 나온 결과로서, 5~7개의 사드 포대가 추가됨으로 남한 전 지역에 대한 방어가 가능하다는 것이 아님을 주의해야 한다. 자세한 시뮬레이션의 전제 조건은 3장 참고.
- 4. 시뮬레이션 결과와 ‘충분한 방어’ 에 대한 자세한 내용은 3장 참고.
김종우
Senior Research Fellow
김종우 박사는 아산정책연구원의 계량분석센터 선임연구위원이다. 런던대학교에서 이학학사와 임패리얼 컬리지에서 상대성이론 연구로 이학박사 학위를 취득하였으며 캠브리지대학교 컴퓨터학과에서 Diploma 학위도 취득하였다. 유럽 랜드연구소의 Choice Modelling과 Valuation팀에서 연구원으로 재직하였으며 삼성 메모리 반도체 연구소에서 책임연구원으로 활동하였다. 또한 영국의 PCMS-Datafit에서 Java 소프트웨어 개발업무를 담당하였다. 주요 연구분야는 이산선택모델, 그리고 교통, 보건, 통신 및 유틸리티 분야의 Stated Preference 모델 개발, 공공 서비스가치 책정, WTP (Willingness-To-Pay) 등이다. 주요 연구물로는 "Security at What Cost? Quantifying Individuals’ Trade-offs between Privacy, Liberty and Security,” RAND Report (2010)와 “Modelling Demand for Long-Distance Travellers in Great Britain: Stated preference surveys to support the modelling of demand for high speed rail”, RAND Report (2011)외 다수가 있다.
김진우
Executive Director, 수석연구위원
김진우 박사는 아산정책연구원의 전략분석실장이자 수석연구위원이다. 미 로렌스 리버모어 국립연구소에서 선임분석관으로 정책, 군사, 정보 관련 업무를 담당하였다. 또한 미 전략사령부 (STRATCOM)와 NATO의 핵 억지력 및 타격작전에 대해 자문역할을 수행 하였고, 미 국무부 검증∙준수∙이행국 총괄 선임고문으로 재직했다. 미 국무부에 합류하기 이전, 미 국방부 산하 총괄평가국 국장이었던 Andrew Marshall의 특별 보좌관을 역임했다. 김진우 박사는 미 조지타운대학교에서 학사, 하버드대학교에서 석사, 예일 대학교에서 박사학위를 취득하였다.
안성규
편집전문위원
안성규 전 전문위원은 아산정책연구원 편집실의 주간을 지냈다. 현재 성균관대학교 박사과정에 있다. 중앙일보에서 30년 가까이 정치부ㆍ국제부 등에서 취재를 했으며 통일ㆍ외교팀 팀장, 중앙일보 일요판 신문인 중앙SUNDAY의 외교ㆍ안보에디터 등을 역임했다. 모스크바 특파원을 지냈고 이후 독립국가연합(CIS)의 순회 특파원도 했다. 기자 초기에 북한의 국가 형성 과정을 집중 취재한 기획 시리즈에 동참했다. 그 시리즈는 학계의 북한 연구에도 크게 기여했으며 그 취재 내용을 담아 『비록 조선민주주의 인민공화국』(1992, 중앙일보)을 공저로 출판했다. 최근 사망한 故 김정일 국방위원장의 아들 김정남을 인터뷰한 유일한 한국 기자다. 아산정책연구원에서는 중국의 미사일 전력, 중국의 미사일방어체계, 사드 문제 등을 연구했다. 주요 연구물로 ‘중국 탄도 미사일이 한반도에 던지는 함의(공저)’, ‘한반도 사드 배치와 중국’, ‘중국 미사일 방어망의 역사와 한반도에 대한 함의’ 등이 있다.
함건희
선임연구원
함건희는 아산정책연구원의 선임연구원이다. 2015년 아산정책연구원에 합류한 이후, 시나리오 기반 모델링 및 시뮬레이션, 공공데이터 분석, 여론조사 분석 등을 통해 외교·안보 정책 의사 결정에 도움될 수 있는 계량 분석(Quantitative Analysis) 연구를 수행해왔다. 참여 연구로는 “한국인의 일본인식(2014~2024): “세대와 이념”을 넘어설 수 있을까?”(2025), “전염병 모델과 COVID-19”(2020), “Exploring Possibilities: Minimum Number of Inspections Required to Detect a Violation in Denuclearization of North Korea”(2018), “한국 민방위 대피시설의 적절성 평가”(2018), “시뮬레이션 기법을 통한 미사일 방어체계 효과 분석”(2017) 등이 있다. 이처럼 사회 과학과 계량 분석의 융합 연구를 실제로 수행하며 체득한 경험을 바탕으로 건국대학교, 한국외국어대학교, 홍익대학교 등에서 겸임교수로 활동하고 있으며, 학생들이 보다 폭넓은 시야로 학문을 바라볼 수 있도록 힘쓰고 있다. 고려대학교 정보수학과를 졸업하고, 성균관대학교에서 통계학 석사학위를 취득했으며, 동 대학원 통계학 박사과정을 수료했다.