토마호크 위력, 희토류 영구자석· 핵심 광물 16종에서 나온다
미국을 대표하는 장거리 순항 미사일 하면 흔히 토마호크를 떠올린다. 장거리 정밀 타격 능력 때문이다. 이 미사일의 치명성을 높이는 것은 폭약도 있지만 사마륨과 사마륨-코발트 희토류로 만든 영구자석과 텅스텐과 코발트 등 16종의 핵심 광물이라는 분석이 나왔다.
엑스(옛 트위터)계정에서 NdPR/DyTb(네오디뮴 프라세오듐 디스프로슘 테르븀)을 필명으로 사용하는 분석가는 2일(현지시각) X에 올린 '희토류 원소들, 눈에 보이지 않는 전력 승수들(The Invisible Force Multipliers)이라는 제목의 글에서 "영구자석과 유도체계에 들어가는 광물이 가장 중요하다"며 이같이 주장했다.
그는 "사마륨-코발트(SmCo) 자석이 네오디뮴(NdFeB) 자석보다 선택되는 결정적인 이유는 고속으로 비행하는 미사일 내부의 극한의 고온에서도 자력을 유지하기 때문이다. 네오디뮴 자석은 이러한 환경에서 자력을 잃고 작동에 실패한다.
이 사마륨-코발트 자석은 미사일 비행 궤적을 실시간으로 미세 조정하는 정밀구동 날개 액추에이터, 미사일이 1600km를 비행하는 동안 항로를 이탈하지 않도록 유지하는 자이로스코프와 INS(관성항법장치) , 비행 중 기내(탑재) 전자장치에 전력을 공급하는 발전기 등에 동력을 제공한다.
또 네오디뮴 기반의 NdFeb(프라세오디뮴, 디스프로슘, 테르븀을 첨감해 성능을 강화함)은 적의 탐지를 회피하기 위해 저고도에서 지형 추적 비행을 가능하게 하는 레이더 고도계 모터, 미사일을 추진하는 '윌리엄스 F107(Williams F107)' 터보팬 엔진의 스타터와 발전기, 미사일이 목표물에 도달하는 최종 단계에서 초정밀 타격을 할 수 있도록 유도하는 광학 유도 시스템(디지털 영상 매칭 영역 상관기)에 강력한 영구자력을 제공한다.
그 외 미사일 내부 곳곳에 들어가는 16종의 핵심 광물도 저마다의 명확한 임무를 갖고 있다. 알루미늄은 가벼운 기체(동체) 합금에 사용되며, 미사일의 빠른 속도와 민첩한 기동성을 유지해 준다. 은은 배선, 회로 기판, 커넥터, 납땜 등 모든 전자 신호의 이동 경로(통로)에 적용된다. 텅스텐은 조종면(날개)의 중합금 과 장갑 관통형 탄두 부품에 쓰인다. 탄탈럼(Ta)는 전자장치 내의 커패시터(콘덴서)에 사용되며, 전력을 정밀하게 저장하고 방출한다. 갈륨은 반도체 전자장치, 고주파 레이더와 통신 칩의 핵심 소재다.
코발트는 터보팬 엔진의 초합금에 사용되며, 제트 엔진의 극심한 고열을 견뎌낸다. 티타늄은 미사일 동체 전반에 걸쳐 고온과 고강도를 견뎌야 하는 구조 부품에 쓰인다. 구리는 미사일 내부 전체의 배선과 고성능 전자장치에 적용된다. 인(P)은 신관(기폭 장치)과 정밀 전자장치에 사용된다. 몰리브데넘은 터빈 부품과 초합금의 내열성을 강화하는 데 쓰인다. 흑연은 전자장치와 열 차폐막(방열판)에 사용되며 바나듐은 고성능 특수강과 티타늄 합금의 강도를 높이는 데 쓰인다. 비스무트는 신관(기폭 장치)과 정밀 전자장치에 쓰인다.
문제는 이들 희토류와 핵심 광물의 공급 사슬을 중국이 장악하고 있다는 점이다. . 사마륨은 중국에서 거의 전량 채굴, 분리, 합금화, 가공 처리가 이뤄지며 갈륨은 중국이 전 세계 공급량의 약 80%를 통제하고 있다. 중국은 이미 2023년에 갈륨 수출을 제한했다. 코발트는 전 세계 물량의 70%를 콩고민주공화국(DRC)에서 조달하지만, 제련과 정제는 압도적으로 중국에서 수행된다. 텅스텐은 중국이 전 세계 공급량의 약 80%를 생산하고 있다.
안정된 희토류와 핵심 광물 공급망이 확보되지 않는다면 토마호크 미사일의 비축량을 보충하는 것은 완전히 불가능하며 그것으로 끝이며 다른 대안은 없다고 이 필자는 단언한다.
미 국방부 연방조달규정 규제(DFARS 2027) 도입으로 이 문제는 더욱 시급해졌다. 2027년 1월1일부터 미국의 그 어떤 국방 관련 계약에서도 중국산 자석의 사용이 전면 금지된다 이는 향후 생산될 토마호크, 헬파이어(Hellfire), 제이담(JDAM, 합동직격탄), 패트리엇(PAC-3) 미사일에 탑재되는 모든 사마륨-코발트(SmCo)와 네오디뮴(NdFeB) 자석을 100% 동맹국을 통해 조달하고 이를 철저히 검증해야 한다는 것을 의미한다고 그는 강조했다.
호주, 캐나다, 동맹국 생산자들이 그 해답을 쥐고 있다. 채굴부터 자석 완제품에 이르는 '동맹국 자체 공급망(Mine-to-Magnet)'을 구축하기 위한 경주는 단순히 경제 기회가 아니라 국가 안보의 절대 명령, 필수 과제라고 그는 역설했다.
결국 희토류가 없다면, 자석도 없다. 자석이 없다면, 정밀 타격도 없다. 정밀 타격이 없다면, 공중 우세(공중 지배력)도 존재할 수 없다.
필자는 "토마호크 미사일은 공학 기술이 이뤄낸 경이로운 결정체이지만, 결국 그 미사일을 구성하는 광물의 힘만큼만 강력할 뿐"이라고 결론지었다.
박태정 기자 ttchung@daum.net