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가까운 미래를 다룬 게임에서 가장 흔히 찾아볼 수 있는 ‘미래 무기’가 바로 강력한 광선을 이용한 레이저 무기다. 강력한 에너지를 지닌 한 줄기 빛을 내뿜어 한 방에 적을 처치한다. 이것이 ‘스페이스 인베이더’부터 지금까지 게임 속에서 이어져 온 레이저 무기의 모습이다. 

물론 이런 ‘상상 속’ 레이저 무기는 게임에서만 등장한 것은 아니다. 영화, 만화, 드라마 등등 대중매체에서 레이저 무기는 꾸준히 등장해 왔다. 이런 상상은 레이저 발진 장치가 만들어 내는 강력한 한 줄기의 빛을 본 인간이라면 누구나 해보는 것이다. (실제로는 날 리 없는) ‘뿅뿅’ 소리를 내며 적을 파괴하는 레이저 광선 말이다.

1960년 5월, 미국의 물리학자 시어도어 메이먼이 레이저 발진 장치 개발에 처음 성공했을 때 기자들로부터 가장 먼저 받았던 질문 중 하나가 바로 “레이저라는 것이 살인광선인가요?”이었다. 사실 메이먼 스스로도 레이저가 갖고 있는 에너지를 눈으로 보여주기 위해 레이저로 풍선을 터트리는 시연을 했으니 그럴 만도 했다.

어쨌든 메이먼은 기자들로부터 이런 질문을 받고 꽤 당황했던 모양이지만, 그는 레이저가 앞으로 산업 분야에서 유용하게 쓰일 것이라 정확하게 예상했다. 60여년이 지난 지금 레이저는 인류의 생활에 아주 유용하게 쓰이고 있다. 프리젠테이션이나 천체관측에 사용하는 레이저 포인터부터, 금속이나 플라스틱의 절단, 암 치료에 이르기까지 다양한 분야에서 레이저를 사용하고 있다.

게임이나 영화처럼 ‘화끈한’ 레이저를 발사해 적을 인수분해 하는 모습은 아직까지는 상상의 영역에 머물러 있다. 그러나 21세기에 접어들며 기술의 발달과 함께, 이 레이저를 더욱 공격적인 용도로 사용하려는 시도가 이어지고 있다. 어쩌면 가까운 시일 내로 레이저 ‘무기’를 전장에서 보게 될 지도 모른다.

우주비행사의 호신용 무기부터 ICBM 요격까지

레이저를 ‘무기’로 사용하려는 시도는 1980년대부터 시작되었다. 1984년, 소련 전략 로켓군은 우주 비행사를 위한 레이저 권총을 개발했다. 소련 우주 비행사가 비상시 우주 공간에서 적을 상대하기 위한 목적이었다. 소련 전략 로켓군의 이 레이저 권총은 인류 역사상 최초의 레이저 휴대 무기로 알려져 있다.

그러나 소련의 레이저 권총은 상상속의 ‘광선총’처럼 대단한 물건은 아니었다. 사거리는 20m 정도에 불과했으며, 인명 살상보다는 적 우주선의 기능을 마비시키거나 적 우주 비행사의 시야를 방해하기 위한 용도였다. 현재는 전략 로켓군 박물관에 프로토타입이 몇 개 전시되어 있는 것으로 알려져 있다.

비슷한 시기 레이저를 무기로 사용하려던 또 다른 시도도 ‘방어’ 목적이었다. 1983년 3월, 미국 로널드 레이건 대통령은 전략 방위 구상(Strategic Defense Initiative)을 발표했다. 소련의 대륙간 탄도 미사일(ICBM)을 인공위성 등을 동원해 우주에서 방어해 내겠다는 엄청난 구상으로, 일명 ‘스타워즈’로 불린 계획이다.

이 SDI 프로그램 중 ‘엑스칼리버’ 프로젝트가 있었는데, 로렌스 리버모어 국립 연구소(LLNL)의 과학자들이 제안한 것이었다. 인공위성에서 레이저를 이용해 소련의 ICBM을 파괴하려는 목적으로, 수소폭탄의 개발자로 잘 알려져 있는 물리학자 에드워드 텔러 등이 주도하는 야심찬 계획이었다.

소련은 경악했다. 만약 미국의 SDI 계획이 실현 된다면, 우주공간에서 소련이 발사한 핵 탑재 ICBM을 전부 무력화 할 수 있으므로 핵 전력은 더 이상 위협이 되지 못한다. 소련은 1970년대 미-소 양국이 평화로운 우주 개발에 합의한 것을 일방적으로 깼다며 비난하고 나섰고, SDI를 격파할 우주무기 개발에 나섰다.

미국의 SDI에 맞서 소련도 ‘폴류스(Polyus)’ 계획을 세웠다. 초고출력 레이저를 장착한 공격형 인공위성을 우주에 발사해 미국의 인공위성이나 기타 우주 시설을 유사시 요격하려는 목적이었다. 만약 미국의 SDI와 소련의 폴류스가 그대로 실현되었더라면, 냉전의 끝은 어쩌면 우주 전쟁으로 시작되었을 것이다.

하지만 잘 알고 있듯 실제로는 그런 일이 일어나지 않았다. 우주공간에서 고출력 레이저를 발사해 적 ICBM을 요격하거나, 레이저를 발사하는 인공위성으로 적 인공위성을 격파한다는 계획은 보기에는 멋져 보였으나 실현은 불가능에 가까웠다. 기술적으로도 수많은 문제가 산적해 있었지만, 가장 큰 문제는 역시 ‘정치적’인 문제였다.

체제 모순이 누적되어 병들어 가고 있던 소련은 애초에 막대한 인력과 시간, 자금이 필요한 ‘폴류스’ 계획을 실현할 가능성이 없었다. 계획의 규모는 계속 축소되어만 갔고, 몇 차례 실험 후 ‘폴류스’ 계획은 최종적으로 취소되었다. 미국은 SDI에 수 백 억 달러를 쏟아 부었지만 이 역시 흐지부지 되고 말았다. 정치적으로 많은 논란을 일으켰고, 주적인 ‘소련’이 결국 붕괴했기 때문이다.

다시 한 번 ‘방어’ 무기로

1991년 12월, 소비에트 사회주의 공화국 연방이 붕괴되었다. 전 세계가 두 패로 나뉘어 다투던 냉전은 일단 막을 내렸다. 냉전이 종식되며 미국이 구상하던 다양한 군사 프로젝트도 폐지 내지는 축소의 길을 걸었다. SDI도 사실상 함께 막을 내렸다. 우주에서 레이저를 발사한다는 어마어마한 계획은 사라지고, 레이저 무기 같은 최첨단 프로젝트도 한동안 무대의 뒤편으로 밀려났다.

1995년 10월, 국제연합은 ‘실명을 유발하는 레이저 무기에 대한 의정서’를 채택했다. 이 의정서는 인체의 안구에 직접적으로 작용해 영구적인 실명을 유발하는 레이저 무기의 사용을 금지하고 있다. 전쟁 중 레이저 무기 사용을 규제하는 최초의 국제 협약이기도 하다. 단, 이 의정서는 안구에 직접 작용하는 것이 아닌 관측 장비에 대한 공격은 금지하지 않고 있다.

레이저 무기에 대한 규제와 별개로, 레이저를 무기로 사용하려는 시도 자체도 1990년대 말까지 지지부진했다. 가장 큰 원인 중 하나는 역시 ‘가성비’였다. 무기로 사용할 만큼의 레이저 출력을 얻기 위해서는 엄청난 에너지를 잡아먹는 발진 장치가 필요했다. 당연히 부피와 무게가 만만치 않았다. 한 예로, 소련이 시도한 ‘폴류스’ 계획은 1메가와트 이산화탄소 레이저 장치를 위해 100톤짜리 로켓을 우주로 발사해야 했다. (실제 실험발사에서는 80톤으로 무게를 다소 줄였다)

이 시기에도 험비에 레이저 장치를 장착해 원격에서 지뢰나 불발탄을 제거하는 HLONS 등 다양한 시도가 있었지만, 대부분 테스트에 머물렀고 21세기 초반에 들어서야 레이저는 다시 한 번 ‘무기’로 각광받게 된다. 기술 발전에 힘입어 레이저 발진 장치의 크기를 많이 줄일 수 있었고, 덕분에 항공기 등에 탑재하는 방어 무기 개념으로 부활했다.

현재 실용화를 앞두고 있는 레이저 무기는 대부분 ‘방어’를 목적으로 하고 있다. 예를 들어, 미 해군이 지난 2013년부터 시험 중인 AN/SEQ-3 레이저 무기 시스템(LaWS)이 그렇다. 미 해군은 이 레이저 무기를 강습상륙함 ‘폰스’에 장착해 시범 운영했으며, 샌 안토니오급 도크형 상륙함 ‘포틀랜드’에 장착되어 2018년 림팩(RIMPAC)에서 데뷔할 예정이다.

LaWS는 눈에 보이는 화려한 가시광선 레이저를 발사하는 시스템은 아니다. 눈에 보이지 않는 에너지를 소리 없이 집중해 목표물을 파괴하는 방식으로, 배를 이용한 해상테러를 막거나 적 드론을 격추하는 등 함정을 방어하기 위한 시스템이다. 미 해군은 LaWS를 이용해 접근하는 소형 보트를 원거리에서 격파하고, 악명 높은 RPG-7 탄두를 폭파하는 등의 실험을 성공적으로 마쳤다.

재미있게도 레이저 무기가 방어용으로 다시 ‘발견된’ 이유도 가성비 때문이다. 쉽게 말해 고전적인 미사일이나 탄환은 방어 목적으로 쏠 때 마다 ‘물리적인’ 비용이 들지만, 레이저를 이용한 방어 시스템은 한 번 시스템을 갖춰 놓기만 하면 별도의 물리적인 탄환이 필요하지 않으므로 훨씬 싼 가격으로 시스템을 계속 이용 할 수 있다는 장점이 있다. 물론 거의 '즉시' 목표물에 도달할 수 있다는 점도 강점이다. 대공이나 기지방어용으로 각광받는 이유다.

여전히 요구 에너지가 많고, 고출력 레이저 장치 자체의 부피가 상당히 크다는 단점은 있지만 함정이나 대형 항공기 혹은 기지에서는 이 정도의 단점은 극복할 만한 정도가 되었다. 현재 실용화를 위해 연구 중인 레이저 무기의 상당수는 이런 대형 장비나, 육상의 고정 기지에서 사용하는 방어 시스템이다.

미 해군은 2021년까지 유효사거리 1.6km 이상의 레이저 무기를 개발해 실전배치할 계획이고, 록히드 마틴은 고정 기지를 위해 차량 테러 등을 방지하기 위한 레이저 방어 시스템을 실험하고 있다. 미 공군도 조기 경보기를 위한 레이저 방어 시스템을 연구하고 있다. 이들은 하나같이 ‘사람’이 아닌 무인차량이나 적 항공기, 미사일 등을 겨냥한 무기들이다.

게임 속 광선총은 상상의 영역

방어 무기로서의 레이저 무기는 실용화를 앞두고 있지만, 우리가 게임에서 흔히 접할 수 있는 무시무시한 광선총은 당분간 상상 속의 영역에 머물 전망이다. 살상무기는 둘 째 치고, 적의 눈을 멀게 하는 수준의 레이저 병기조차 UN 협약에 의해 사용이 엄격히 제한되어 있다. 게다가 아직은 고출력 레이저 무기를 개인화기 수준으로 경량화 하진 못한 상황이다.

현재 개인화기로서의 레이저는 비살상 영역에 머물러 있다. 미 공군에서 연구중인 PHASR은 레이저를 이용한 비살상 무기다. 본래 PHASR 역시 레이저를 이용해 적 병사의 시력을 공격하는 무기였지만, 레이저 무기에 대한 협약 때문에 비살상 제압무기로 변신한 사례다. 저강도 레이저를 사용해 적을 직접적으로 살상하지 않고, 일시적으로 시력을 빼앗고 기절 시키는 등 ‘저지’하는 효과를 목적으로 개발한 무기다.

중국도 미국과 비슷하게 레이저 무기 연구에 열을 올리고 있다. UAV 등을 겨냥한 레이저 방공 시스템을 연구 중이며, 2016년 중국 항저우에서 열린 G20 정상회담 경호에도 사용되었다고 알려졌다. 이외에도 중국 역시 UN협약에 따라 영구적인 시력상실이 아닌, 적의 일시적인 시력상실 및 광학장비 무력화를 목적으로 한 레이저 무기를 연구하고 있다.

의외로 중국은 이미 1990년대 중반부터 이런 목적의 개인 레이저 무기를 생산하고 있으며, 중국제 레이저 무기 중 일부는 북한으로 흘러 들어간 것으로 추정되고 있다. 그러나 중국의 레이저 무기 중 특히 개인 무기는 실제로 적의 영구적인 시력 상실을 유발하는 등 UN 협약을 위반하고 있다는 의심을 받고 있다.

레이저 무기에는 분명 수많은 이점이 있다. 예를 들어 물리적인 ‘탄’이 없으므로 중력의 영향을 받지 않는다든가, 빛의 속도 덕분에 발사 즉시 효과를 볼 수 있다든가 하는 장점들이다. 그러나 고출력 레이저를 발사하기 위해서는 여전히 크고 무겁고 복잡한 출력장치가 필요하고, 광선의 강도를 그대로 표적까지 유지하기가 쉽지 않다는 문제가 남아 있다.

레이저 ‘무기’를 든 보병이 현실화 되기 위해서는, 살상효과가 있는 강력한 레이저 발진 장치를 개인화기 수준으로 소형화 해야 하는데 아직까지는 먼 미래의 일로 여겨지고 있다. 가벼운 철판을 녹이는 수준의 레이저 무기도 여전히 함정이나 항공기에 장착해야 하는 상당한 크기를 자랑한다. 보병이 ‘가볍게’ 들고 다닐 수 있는 수준이 아니다.

광섬유를 이용해 레이저의 출력을 강화하는 기술이 최근 개발되는 등 발전을 거듭하고 있지만, 만약 개인화기 수준으로의 레이저 무기가 실용화 된다 하더라도 적어도 영화 속에서 보던 ‘뿅뿅’ 하며 화려하게 형형색색의 광선을 내뿜는 모습은 아닐 것이다. 오히려 실전배치를 앞두고 있는 LaWS처럼 어디서 날아오는지 보이지도 않는 에너지에 속수무책으로 당할 수 밖에 없는 무서운 ‘암살자’의 모습일 것이다.