SM-3

RIM-161 스텐더드 SM-3
미사일 정보
설계	레이시온
운영	미국
사용연도	2014년~현재
엔진	1단:Mk.72 로켓 모터 2단:Mk.104 DTRM (복합 추진 로켓) 3단:Mk.136 TSRM 로켓 모터 4단:TDACS
속도	음속의 8배/12배
탄두	LEAP 운동에너지 탄두
유도	중간:GPS/INS/반능동 레이더 유도 종말:유도 적외선 탐색기 MWIR/LWIR
길이	6.55m
폭	0.34/0.53m
무게	1,500kg

스탠더드 SM-3 (Standard Missile 3)는 미국의 함대공 미사일이다.

SM-3는 해상 운용을 전제로 하는 대 탄도탄 요격 미사일로서 MD 체계에서 상층 요격을 담당한다. 이지스 전투 체계에서 BMD의 요격체로, 여느 스텐다드 계열 미사일과 달리 극단적인 고고도 요격에만 치중되어 있는 것이 특징이다.

개발

SM-3는 탄도탄 요격 전용 미사일로, 스탠다드 미사일 시리즈를 개발한 레이시온 사에서 개발되었다. 이전 스탠다드 시리즈인 SM-2 블록4를 기반으로 새롭게 만들어진 미사일로, 추진체를 이중추진체로 교체하고 부스터를 달아 3단형 요격 미사일을 만들게 되고 SM-2 계열과 판이한 형태에 SM-2에서 분리되어 새로운 형식의 미사일이 되었다.

이후 블록 1은 초기형의 시커와 탄두의 위력을 발전시킨 B형 개량형이 나왔으며, 일본의 미쓰비시 중공업과 협력해 개발된 블록 2로의 개발도 이루어졌다. 블록1은 실전배치가 되어 있거나 진행 중이며, 블록 2는 2018년을 목표로 개발이 이루어지고 있다.

기능

SM-3는 미사일 방어체계(MD)의 상층 방어를 담당하는 미사일 체계로서 해상에서 날아오는 탄도탄을 영공 외부에서 요격시킨다는 걸 상정하고 있다. 때문에 미사일은 음속의 8~12배 까지 가속해 고도 900km~1,500km의 대기권 상층부까지 상승하여 중간단계에 돌입한 탄두를 요격하며 극초음속으로 가속한 탄두가 직접 충돌하는 방식으로 요격을 수행한다.

발사체는 모두 4단 로켓으로 구성되어 있다. 발사 직후 1단 로켓인 Mk.72 부스터로 이륙이 진행되고 나면 본체의 MK.104 복합 추진 모터가 점화되어 대기권을 이탈하기 전까지 2단 로켓으로 작동하며 속도를 높혀 나간다. 이 단계부터 3단 TSRM 가동 종료까지 중간유도 과정에 포함되며 발사 전 미리 입력된 관성유도와 자체 GPS 항법장비로 유도되는데, 보조적인 수단으로 이지스함의 일루미네이터가 반능동 레이더 유도를 병행하기도 한다. 대기권을 이탈한 뒤 3단 로켓인 TSRM 모터가 점화되어 고고도의 희박한 대기를 뚫고 목표 고도까지 상승하게 되며 최종 페이로드인 LEAF 분리 직전 음속의 8~12배에 달하는 극초음속의 영역에 도달한다. 마침내 마지막 종말단계로 진입하며 TSRM 모터와 분리된 LEAF 요격체는 LEAP 탄두는 DACS라는 궤도 및 자세제어 장비를 이용해 경로를 조정하고 페이로드를 안정화 시킨다.

DACS는 측면의 궤도 수정용 노즐 4개와 후방에 위치한 자세제어 노즐 6개로 구성되는데, DACS로는 특이하게도 조정이 매우 까다로운 고체 로켓을 사용하고 있다는 특징이 있다. 따라서 보편적인 엑체로켓 기반 DACS처럼 껐다 키며 추력 조정을 하는 것이 불가능한 대신 추력을 차단해주는 마개를 만들어 계속 방출되는 연소 가스의 양을 조정하게 한다.

블록1A에선 금속 공이 마개의 역할을 수행하고 B형부터는 핀틀이란 전자제어식 조절기가 원하는 경로로 비행할 수 있도록 해 준다.

이 방식들은 구조적으론 단순하나 고난이도의 기술이 필요한 방식으로, 2천도를 상회하는 고온.고압의 연소가스를 조절하기 위해 내열성이 강한 초경합금 레늄으로 코팅된 금속 공이 좌우 분기점 중앙에 위치하며 불필요한 방향으로 분사되는 분기점을 막아 편향된 추력을 형성한다. B형과 블록2에서는 필요한 방향의 마개를 여닫아 연소가스를 분사하는 방식으로 변경되었고 금속 공을 이용한 블록1처럼 구조적인 면에서는 간단하나 이 역시 고열을 버텨야 한다는 전제가 있어 세밀한 가공이 필요한데다 고압의 가스를 세밀하게 조정해야 하는지라 고도의 전자제어체계가 요구된다.

종말 단계에 돌입한 LEAP 탄두는 자체 적외선 탐색기를 사용해 목표를 탐색하고 주위보다 온도가 높은 열원을 발견하면 입력된 정보와 대조한 다음 목표가 맞다면 그대로 돌입해 오직 운동 에너지로만 목표를 파괴한다.

THAAD도 그렇지만 SM-3 역시 적외선 탐색기를 쓰는 이유는, 고고도에서는 대기에 의한 산란이 발생하지 않아 광학 탐색기의 분해능이 레이더보다 월등하다는 이점을 응용한 것으로 THAAD도 같은 이유로 적외선 탐색기를 종말유도용으로 사용한다. 다만 고고도라고 해도 대기권 상층부를 극초음속으로 항행하는 THAAD는 단열압축으로 고열이 발생하기 때문에 탐색창을 사파이어 재질로 만들고 이마저도 탄두의 측면에 배치하여 고열로 인한 간섭을 최소화 한 반면, SM-3는 그런 보호 수단 없이 외부로 노출되어 있다는 차이점이 있다. 그 이유야 LEAF 탄두는 대기가 거의 없는 우주 공간이에서 최 상층부 요격을 담당하기 때문에 단열압축이 일어날 일이 없기 때문이다.

운용

배치

해상형

해상형은 현재 기준으로 미 해군과 일본 해자대가 유일한 운용자이다.

지상형(이지스 어쇼어)

이지스 어쇼어(Aegis Ashore)라는 지상형 이지스 요격 체계에서 운용된다. 사용되는 형식은 블록2 형식으로 지상의 포대에서 발사된다. 미국은 나토 미사일 방어 계획 중, 이른바 EPAA 계획으로 유럽에 이 체계를 배치하여 유럽과 미 본토를 러시아 탄도탄으로부터 방어한다는 계획으로, 2010년, 폴란드에 이 지상형 요격체계를 배치하는 협정이 폴란드와 미국간에 체결되면서 배치가 예정되어 있으며, 비슷한 시기, 루마니아와도 배치 협정을 체결하였다.

폴란드는 블록2를 사용하는 반면에 루마니아는 블록1B를 운용할 예정이라고 한다. 루마니아에는 블록2B 제공이 예정되어 있긴 했지만 취소되면서 없던 일이 되었다.

이 배치 계획을 통해, 폴란드의 포대가 북부 유럽을 방어하며 루마니아의 포대가 남부 유럽을 방어하는 임무를 부여받게 된다. 이 두 나토 가입국 외에도 개발 당사국인 미국이 태평양 방면의 대 탄도탄 방공을 위해 하와이에 어쇼어 포대를 배치해둔 상태에, 일본이 북한 미사일에 큰 위협을 느끼고 2개 포대를 도입할 예정이었지만 결국 취소되었다.

실사격

2008년 2월 21일, 10시 태평양 해상에서 대기중이던 미 해군의 타이콘데로가급 순양함 USS Lake Erie에서 발사된 SM-3가 미국의 첩보위성 USA-193를 고도 274킬로미터에서 요격하였다. 목적은 고장 난 인공위성의 폐기였으며 위성 안 하이드라진이 있어 대기권 진입을 우려해 대기권 밖에서 요격시켰다는 것이 이유였다. 미사일은 위성의 연료 탱크에 직격했고, 조각난 위성은 48시간 이내에 지구로 낙하하며 대기권에서 소멸되어 완전히 사라졌다고 하였다. 물론 순수한 의미의 위성 폐기 외에도 미사일의 성능과 위성 요격 가능성 실험 목적이 아니었다고 할 수는 없다. 발사된 스탠다드3 미사일은 일반적인 형식은 위성 요격용으로 개조가 이루어진 상태였고, 음속의 23배로 움직이는 위성을 요격하는데 성공하였다. 이번 요격의 성공으로 이 미사일의 성능을 입증하였고 대위성 요격이 가능하다는 것을 증명했다는 점에서 미 해군에게 의의는 크다고 할 수 있다.

당연히 미국의 이런 행동에 러시아와 중국은 강하게 반발하며 미국을 비난했다. 러시아는 미국이 탄도탄 방어 능력 확보를 위한 실험이라 주장하였으며, 중국은 미국의 이른바 우주무기 개발에 따른 우주 안보의 위협을 주장하였다. 이에 미국은 순수한 의도의 위성 폐기였고, 중국에 대해선 2008년 위성 발사와 미사일 시험에 대응 의미는 없다며 일축했다.

변형

각 형식

SM-3 Block 1A

처음으로 양산, 배치된 사항으로 미 해군과 일본의 해상자위대에서 운용하였다. SM-2와 외형적으로 유사한데, SM-2ER를 기반으로 탄도탄 요격 기능을 부여하였기 때문이다.

중거리 탄도탄에 대한 대응 능력을 보유하고 있지만, 완벽을 보장할 수 있는 수준은 아니다.

SM-3 Block 1B

A형의 성능을 개량한 형식으로 700km의 사거리에 최대 500km 고도에 도달할 수 있다.

두 파장의 적외선 탐색기를 사용해 A형보다 정밀도가 향상되었다.

SM-3 Block 2A

미국 외에 일본이 공동개발국으로 참가했다. 이 형식부터 이전 스텐더드 계열 미사일의 보편 외형에서 벗어나게 되는데, 대기가 희박한 고고도를 비행하기 때문에 날개 역시 꼬리 부분으로 크게 축소되었고 직경이 굵어지면서 전반적으로 형상 자체가 단순해졌다. 운용 방식은 블록1과 크게 다르진 않지만 최대 사거리와 고도가 블록1에 비해 증가하여 더 넓은 구역을 방어할 수 있다.

이지스함 중 최신 사양인 이지스 베이스라인9에서 운용 가능 하며, 이지스 체계의 지상형인 이지스 어쇼어에 사용되는 미사일이다. 2015년, 시험발사에 성공하였고 2018년 실전 배치를 목표로 하고 있다.

SM-3 Block 2B

취소되었다. 고도 전환 유도 탄두를 사용하고 탐색기를 보정하여 명중률을 향상시켰던 사항으로 중거리 탄도 미사일에 대한 확실한 방어 보장과 다탄두 대륙간 탄도탄에 대해 대응능력을 확보할 수 있도록 개발될 예정이었지만 중단되었다.

도입 국가

현용 국가

• 미국
• 일본

예정 국가

• 대한민국