극초음속 비행체를 위한 네비게이션 시스템을 개발하는 노스롭 그루만

(Credit: Northrop Grumman)

세계 최대의 항공기인 스트라토런처에서 노스럽 그루만의 초음속 네비게이션 시스템을 탑재한 탈론 A 초음속기가 발사되었다는 소식입니다. 최근 극초음속 미사일과 비행체에 대한 관심이 높아지면서 관련 시스템을 개발하기 위한 노력 역시 병행되고 있는데, 여기에 초음속 발사체 플랫폼으로 스트라토런처가 활용되는 셈입니다. 본래 목표했던 저렴한 우주 발사체는 성공하지 못했지만, 새로운 방향으로 활용도를 찾은 것입니다.

아무튼 노스롭 그루만이 테스트하고자 하는 것은 비행체가 아닌 네비게이션 시스템이라고 합니다. 이게 중요한 이유는 마하 5 이상으로 비행하는 극초음속 비행체에서 위치를 확인하기 쉽지 않기 때문입니다. 음속의 5배 이상, 그리고 최종적으로 목표물에 도달할 때는 그보다 더 빨리 움직여야 하는 극초음속 미사일은 표면 온도가 섭씨 1650도 이상으로 뜨겁게 달궈지면서 주변에는 이온 플라스마가 형성되면서 GPS 같은 전자 신호를 인식하는 것이 불가능해 집니다.

따라서 과거부터 대륙간 탄도 미사일처럼 대기권 재진입을 염두에 둔 무기들은 관성 항법 장치를 이용하고 있습니다. 이 방법은 정해진 포물선 궤도를 비행하면서 탄착 목표에 오차가 수백 미터 이상으로 커도 상관 없는 핵미사일에는 적합하지만, 극초음속 비행체나 미사일처럼 예상하기 어려운 복잡한 기동을 하면서 상대의 방어 시스템을 회피하는 무기에는 적합하지 않습니다.

따라서 노스롭 그루만은 고급 초음속 기술 관성 측정 장치(AHT IMU, Advanced Hypersonic Technology Inertial Measurement Unit)라는 새로운 장치를 개발했습니다. (사진) 이 장치의 핵심은 미니-구형 공진자 자이로센서(mHRG, Mini-Hemispherical Resonator Gyroscope)입니다.

(소개 영상)

이 장치는 와인잔 모양의 석영 반구로 구성되어, 진동을 통해 정적 파동을 생성합니다. 비행체가 회전할 때도 파동은 일정한 방향을 유지하며, 마치 자기침처럼 북쪽을 향하는 방식으로 방향을 감지합니다. 움직이는 부분이 없는 자이로스코프로 7000만 시간의 수명과 3.5배 더 정확한 움직임 감지가 가능합니다. 쉽게 말해 극도로 정확한 관성 측정 장치를 이용해 GPS 없이 목표를 정확히 타격하는 것이 목표입니다.

그야말로 첨단 기술의 극한을 보는 것 같은 장치라고 할 수 있는데, 실전에서는 얼마나 신뢰성 있게 목표를 타격할 수 있을지 궁금합니다.

참고

https://newatlas.com/military/northrop-grumman-hypersonic-nav-system/

https://www.northropgrumman.com/

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