고에너지 레이저 무기 개발을 위해 손잡은 보잉과 제네럴 아토믹스

(The laser weapon system is designed to be mounted on a variety of platforms. Credit: General Atomics)

대표적인 미국 방산 회사인 제네럴 아토믹스 (General Atomics)와 보잉이 레이저 무기 개발을 위해 손을 잡았다는 소식입니다. 제네럴 아토믹스의 General Atomics Electromagnetic Systems (GA-EMS)이 개발한 100-250kW급 High Energy Laser (HEL) 이동식 레이저 시스템에 보잉이 협력하는 형태로 제네럴 아토믹 측이 scalable distributed gain 레이저 기술, HELLi-ion 배터리 시스템, 통합 열 관리 기술 (integrated thermal management)을 제공하고 보잉이 표적 획득, 추적 및 조준 Acquisition, Tracking and Pointing (ATP) 시스템을 제공하는 방식입니다.

흥미로운 부분은 이 시스템들 가운데 가장 중요한 시스템이 바로 열관리 즉 냉각 시스템이라는 것입니다. 아무리 에너지 효율이 좋은 기기라도 에너지 전환 시에는 반드시 손실이 발생합니다. 현재 사용되는 레이저 시스템의 경우 50-70% 정도 효율을 지니고 있는데, 이를 바꿔 말하면 나머지 30-50%가 열로 바뀐다는 것입니다. 따라서 100-250kW급 레이저 무기를 만들면 상당한 열에너지가 발생할 수밖에 없습니다. 만약 이를 적절히 처리할 냉각 시스템이 없다면 레이저 무기가 파괴될 것입니다.

사실 현재 실전 배치된 레이저 파괴 시스템은 대개 50kW급 이하의 저출력 레이저로 드론이나 작은 미사일, 포탄, 지뢰 등을 파괴할 수 있으나 항공기나 대형 미사일, 폭탄 등을 제거하기에는 너무 낮은 에너지를 지니고 있습니다. 사실 미 공군의 첫 레이저 공격 무기는 항공기가 아닌 지뢰 제거 차량입니다. 출력은 3kW에 불과합니다. 그런데 사실 250kW까지 출력을 높여도 전투기를 파괴하기에는 무리가 있습니다. 이 시스템의 주 목표는 미사일 방어입니다.

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과거 영화나 만화에서 레이저는 빛의 속도로 모든 물체를 파괴하는 살인 광선처럼 묘사되었지만, 사실 상용화된지 한참이 지난 후에도 그런 목적으로는 사용되지 않고 있습니다. 전투기나 탱크를 파괴할 만큼 출력을 높이는 것도 만만치 않은 과제이지만, 발열을 컨트롤하는 것 역시 큰 도전이기 때문입니다. 물론 강한 출력을 뒷받침해줄 배터리 시스템 역시 넘어야할 산입니다.

이런 문제를 극복하고 레이저 무기가 21세기 전장의 새로운 주역이 될 수 있을지 궁금합니다.

참고

https://newatlas.com/military/general-atomics-boeing-high-energy-laser-weapon/

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