북한이 지난 13일 또다시 서해위성발사장에서 ‘중대 시험’을 진행했다고 밝히면서 어떤 시험을 했는지에 대해 관심이 쏠린다. 군사전문가들은 북한이 7분의 시험시간을 언급한 점으로 미뤄 2단엔진을 시험했을 것으로 분석한다.

우선 북한이 언급한 엔진연소 시간이 눈길을 끈다. 북한은 오후 10시 41분부터 48분까지 7분간 시험을 진행했다고 했다고 했다. 7분의 시간이 온전한 엔진연소 시간인지는 확실하지 않지만 북한이 사용했던 ‘백두산 엔진’에 비해면 연소시간이 길어진 것이다.

이를 통해 북한이 2단엔진을 시험했다는 분석도 나온다. 장영근 항공대 교수는 “ICBM의 1단엔진은 127초가량 연소한다”면서 “(북한이 공개한 시험 시간을 고려하면) ICBM 발사를 위한 2단 엔진을 시험한 것으로 보인다”고 말했다. 2단으로 구성된 ICBM으로 미뤄 1단에 이어 2단엔진까지 시험을 진행해 정상적인 발사 준비 과정을 밟고 있다는 것이다.

또 액체엔진은 연소를 조절할 수 있기 때문에 북한이 껐다 켜기를 반복하면 충분히 7분이란 시간에 도달할 수 있다고 분석된다. 1단엔진 연소는 대기권 밖으로 내보내기 위해 강한 추진력을 중심으로 비교적 짧은 시간에 진행된다. 반면 2단엔진은 비교적 긴 시간에서 진행된다. 2단추진체의 경우 엔진을 켰다 끄는 작업을 반복하면서 방향과 속도를 바꿔야 한다. 북한이 방향 및 궤도 조절 능력을 시험해 미사일의 정밀도를 향상하려 했다는 분석이다.

북한이 지난 7일 진행한 1단 액체엔진 시험을 시간을 늘려 재시험한 것이란 분석도 제기된다. 북한은 현재 신형 엑체엔진 또는 기존 백두산 엔진을 클러스터링(결합)하는 시도를 하고 있는 것으로 분석된다. 통상 엔진시험의 경우 한 번의 시험으로 끝나기엔 무리가 있어 추가시험이 필요하다는 것이다.

신종우 한국국방안보포럼 사무국장은 “만약 북한이 개발하는 게 신형 액체엔진이라면 처음부터 완전한 연소를 하면 녹아버리는 등 문제가 생길 수도 있다”며 “처음 시험은 가볍게 하고, 두 번째 시험에서는 처음 시험한 데이터를 기반으로 완전히 연소를 시킨 것 같다”고 말했다. 결국 이를 통해 북한은 ICBM급 미사일의 엔진 성능을 개량해 대형화된 신형 ICBM을 개발하는 것으로 추정된다.

이밖에 대기권 재진입체 시험 가능성이 높다는 분석도 제기된다. 대기권 재진입체 기술은 북한 탄도미사일 개발의 마지막 과제로 여겨지는 기술이다. 탄도미사일이 대기권을 벗어났다가 다시 진입하도록 하는 기술로 중·장거리 탄도미사일에서 가장 난도 높은 기술력을 요한다. 북한은 아직 완전한 대기권 재진입 기술을 확보하지 못한 것으로 분석되고 있다.

미들베리 국제학연구소 ‘동아시아 비확산센터’의 책임자 제프리 루이스 소장은 자신의 트윗에서 “7분은 모터 분사·연소보다는 재진입체 시험처럼 들린다”고 밝혔다. 류성엽 21세기군사연구소 전문연구위원은 “대기권 재진입 시에 겪게 되는 고온과 고압의 환경을 로켓 엔진을 통해서 구현하는 방식으로, 북한은 과거에도 이같은 시험을 진행한 바 있다”며 “만약 북한이 위성발사체가 아닌 ICBM으로 방향을 설정했다면 가장 시급한 재진입체 기술을 해결하려 할 가능성이 있다”고 했다.

만약 북한이 대기권 재진입기술을 안정적으로 확보하면 ICBM의 온전한 능력을 갖춘 것이란 분석이다. 류 연구위원은 “시험에서 짧은 시간에 대기권 진입 시와 같은 온도와 압력을 내기엔 한계가 있다”며 “온도와 압력을 높일 방법이 없으니 대안으로 오래 시험을 해보자는 것일 수도 있다”고 말했다.

한편으로는 북한이 다단연소사이클 액체엔진을 시험했다는 분석도 제기되고 있다. 다단연소사이클은 미연소 가스를 재활용해 엔진의 효율을 높이는 방식으로 보통 사용되는 개방형 사이클 방식에 비해 연소 효율이 약 10% 정도 높은 것으로 알려져 있다. 김동엽 경남대 교수는 “효율이 높아지고 연소시간이 길어지면 그만큼 안정적으로 거리와 탄두중량이 확보된다”고 했다.

이주원 기자 starjuwon@seoul.co.kr