차르 봄바
1. 개요
차르 봄바(Царь-бомба)는 Project 7000, Izdeliye 202, RDS-202, RDS-220 RN202, AN602라는 많은 명칭이 붙은 1961년 소련에서 실험했던 수소폭탄으로 '''인류 역사상 가장 강력한 무기'''이자 '''인류 역사상 가장 강력한 수소폭탄'''이다. 차르 봄바의 코드명은 개발자의 이름인 Ivan이며[2] 차르 봄바의 뜻은 "황제폭탄"으로 비슷한 작명법으로 미국에서 만든 초대형 재래식 폭탄인 '''모든 폭탄의 어머니'''라는 의미의 'MOAB(Mother of All Bombs)'[3]도 있다.
당시 소련의 서기장인 니키타 흐루쇼프의 명령하에 제작과 개발이 시작되었는데, 당시 소련의 엔지니어들에게 주어진 시간은 오직 16주 뿐이었다. 빡빡한 일정 덕에 서둘러서 설계되었고, 많은 계산들이 생략되었으며, 설계와 동시에 폭탄의 조립이 시작되었다고 한다.
그런데 알고 보면 러시아어에서 'Царь'라는 말의 쓰임이 한국어의 접두어 '왕'과 의미상 같다.[4] 왕대포, 왕뚜껑 등, 따라서 약간 의역하면 왕폭탄. 러시아에서는 제정 러시아 시대부터 '크고 아름답다 못해 막상 실제로 쓰기에는 쓸모없어보이는 물건'에는 유독 "차르"라는 말을 붙인 경우가 많다. 시리즈로 차르 대포나 차르 벨(Bell), 차르 전차 등이 있다.
위력은 50 메가톤(TNT 5000만 톤)이다.
사실 흐루쇼프는 이 폭탄이 만들어지기 전에 먼저 추가 핵실험을 유예한다고 미국에게 먼저 약속하였다. 미국은 초기에 단순한 선전 책동이라고 낙인했지만 양국 사이에 어려운 핵실험 중단 논의가 2년동안 시간만 끌며 계속되었다. 그때 소련이 다시 핵실험을, 그것도 여태까지의 가장 강한 수소폭탄 실험을 재개하자 미국은 소련에게 분노하며 보복의 차원에서 누가트, 스토락스, 도미닉 이라는 작전명으로 네바다와 태평양에서 거의 100회 이상의 공중투하 핵무기, SLBM, 대잠 핵로켓 등의 전략 및 전술핵무기의 핵실험을 실시하였다.
2. 성능
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(연구원과 함께 있는 모습)
무게는 27톤, 길이는 8m, 지름은 2m. 지금까지 실기폭 테스트가 있었던 폭탄 중 가장 크다. 참고로 리틀보이는 위력이 15kt이고 무게는 4.4톤, 길이는 3m, 지름은 70cm 정도다.
실험 예정지까지 안드레이 두르놉체프 소령이 조종한 Tu-95V 폭격기를 동원해서 날랐다.[5][6] 이 수송기는 항공 샘플과 필름 촬영기를 탑재한 Tu-16 관측기와 함께 동행하였고 두 비행기 모두 이륙 전에 복사열을 한계점까지 반사시키는 도료를 페인팅하였다. 그야말로 완전무장.
폭탄이 워낙 커서 수송기 Tu-95v는 자체 폭탄 탑재 도어를 만들어야 했고 동체의 보조 연료탱크를 포기해야 했다. 폭탄에는 '''무게만 800kg에 달하는 괴수급 낙하산'''을 부착해 폭탄을 투하한 수송기가 45km까지 회피 및 관측할 시간을 주도록 설계했다.
1961년 10월 30일 GMT+3 11시 32분(한국 시간 오후 5시 32분), 미튜시하 만의 핵실험장에 걸쳐 북극해의 노바야 제믈랴 섬의 북쪽에서 폭파되었다. 폭탄은 고도 10.5km에서 투하되었고 고도 4.2km를 남겨둔 상태에서 폭발되도록 맞춰 두었다.
폭발력만 2.1×1017 J(줄)로 TNT 50Mt(메가톤)에 해당한다. 이는 1.4초간 지구 전체에 도달하는 태양에너지 양의 합과 비슷한 수준이었으며 해발 4200m 높이에서 폭발했는데 폭발의 화구는 지상에 닿을 정도였고[7] 위로는 해발 10000m까지 닿아서 이 폭탄을 투하한 폭격기까지도 충격파 때문에 위험할 뻔했다. 800kg 무게를 자랑하는 슈퍼급 낙하산[8]을 달아서 도피시간을 최대한 길게 끌었는데도 이 모양이었다.
차르 봄바의 투하 모습과 화구. 차르 봄바의 화구는 지름이 무려 8km나 된다. 8km라 해서 얼마 안되어 보일 것 같지만 만약 차르봄바가 서울에 떨어져서 서울특별시청에 똑같은 화구로 영향을 미친다 가정하면, 중구, 종로구, 서대문구, 용산구, 성동구, 동대문구는 순식간에 증발해 버리고 한강 중부와 은평구, 강북구, 마포구, 영등포구, 동작구, 서초구, 강남구의 일부도 저 미친 크기의 불덩어리에 휩쓸린다! 이 마저도 폭심지 중심부만 해당하는 피해사항이고 폭발 반경이라던가 충격파 , 복사열 등을 고려할 때 능히 피해는 부천시를 넘어 인천에까지 영향을 미친다(!!)
미국의 계산에 의하면 위력이 58Mt이었지만 1991년 소련 붕괴 이후 공개된 소련의 자료를 보면 50Mt이었다고 한다. 폭발 후의 버섯구름은 높이 64km, 폭 30~40km까지 자라났다. 100km 바깥에서도 3도 화상을 입힐 수 있었다.[9][10] 900km 떨어진 핀란드의 건물 유리창 일부가 깨졌다고 한다. 충격파는 거의 700km 떨어진 곳에서도 감지될 정도였다고 한다. 게다가 폭탄에 의한 지진파만도 지구를 세 바퀴나 돌았다.
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(45km 밖에서 본 차르 봄바의 버섯구름)
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(유명한 핵폭탄들의 위력을 나타낸 그래프, '''주의할 점은 저 크기 비율이 버섯구름의 크기를 나타낸 게 아니라는 것이다. 그래프 좌측의 단위(kt, 폭발력 단위)에 유의하자.''' 실제 피해 범위라든지 버섯구름 크기 차이는 위에 나온 것보다 작다.)
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프랑스의 수도 파리에 떨어졌을 때의 피해를 가정하여 나타낸 그림. 노란색은 화구의 크기, 붉은색은 심각한 파괴범위(완파라 말하는 정도의 피해)를 나타낸다. 붉은 원의 범위는 700 제곱킬로미터를 넘으며 파리 시와 그 외곽을 둘러싼 미니 3주[11] 전역이 포함된다.
더 무서운 건 이 폭탄은 당초 100Mt급으로 계획했던 물건이라는 점이다. 선전 목적에서 미국에서 실험했던 핵무기들과 자릿수를 다르게 하려다가 100Mt짜리를 진짜로 터뜨렸다가는 낙진의 위험이 너무 커서 50Mt 수준으로 줄인 것이다.[12] 실제로 이 무기의 디자인 자체가 100Mt급의 설계를 고려해 만들어졌기 때문에, 내부의 납을 열화우라늄으로 바꾸는 약간의 개조를 거치면 100Mt급 위력이 나온다고 한다. 이 부분이 핵무기에서 중요한 역할을 하는 장치중 하나인 반사재이다. 기초 디자인에서는 우라늄 반사재를 이용한 것을 채택했지만, 후에 납 반사재로 교채되면서 100Mt의 예상 위력이 절반인 50Mt급으로 줄었다. 납 반사재의 경우 핵융합으로 튀어나오는 고속 중성자를 다 먹지도 않고 먹어도 핵분열하지 않지만, 우라늄 238은 고속 중성자를 먹고 핵분열되어서 더 강력한 위력을 보인다. 만약 초기 디자인대로 우라늄 반사재로 제작되었다면 폭격기 조종사들은 제대로 대피하지도 못하고 증발했을 것이다. 이 위력에 대해선 150Mt까지 계획되었다는 말도 있다. 다만 여기서 위력이 3배 늘면 파괴 범위가 3배 느는게 아니라 3의 2/3제곱만큼 늘어난다.(3의 2/3제곱은 약 2.08) 게다가 애초에 비실용적인 폭탄인 게 미국 상대로 쏘기에는 27톤 탄두를 달고 날아갈 ICBM이 없어서 재래식 수송기로 수송해야 했다.[13]
현재에 와선 수소폭탄을 개발하면 차르 봄바 정도의 위력을 가진 수소폭탄을 개발하는건 시간과 돈을 조금만 투자하면 그리 어려운 게 아니다. 단지 그 정도 위력의 수소폭탄을 개발하는 건 전혀 불필요하기 때문에 하지 않는 것뿐이다.
3. 전략화
차르 봄바는 ICBM의 사거리 및 제한 중량을 가뿐히 넘어버렸다. 이를 안 소련은 초거대중량 운반용 슈퍼 ICBM 개발에 나서고 실제로 1962년 12월 24일 체르야빈스키에 의해 50Mt 탄두운반용 슈퍼 ICBM 개발에 성공했다고 선전을 한다. 소련은 이 ICBM을 발사하여 24.2Mt 탄두를 폭발시켰다. 결국 소련은 100Mt 폭발시 핵분열 위험부담이 엄청나고 수송기가 폭발로부터 안전하게 대피하지 못할 확률이 50%로 강력한 무기를 만들어낸 것이다.
폭탄의 위력이 너무 강력해서 방사성 물질이 전부 우주로 날아가 실험장소에서도 방사능이 검출되지 않았다는 도시전설이 있다. 방사능 낙진을 포함한 버섯구름이 대기권을 돌파했기 때문이라는 내용인데, 이것은 사실이 아니다.
낙진이 적은 이유는 차르 봄바가 수소폭탄이기 때문이다. 수소폭탄의 구조는 작은 원자폭탄을 터트려 중수소의 핵융합을 유도하는 것이기 때문에 폭발력에 비해 원래부터 검출되는 방사능은 매우 적다. 핵융합은 위력에 비해서는 적은 양의 낙진이 발생하며, 대부분이 짧은 기간 동안 강한 방사능을 내뿜고 사라진다. 따라서 수십 kt급 원자폭탄보다 1만배 강하다고 1만배의 방사성 낙진이 발생하는 것은 아니다. 게다가 위에서 말한 납 반사재 덕분에 차르 봄바의 폭발력의 97%가 핵융합에서 나왔고, 낙진의 양도 매우 적어질수 있었다.
차르 봄바는 '''역사상 인류가 사용한 가장 거대한 무기로 기록'''되었고 3차 세계대전이라도 하지 않는 한 앞으로도 깨지지 않을 예정이고 깨질 이유조차 없는 엄청난 기록이다. 물론 미국과 러시아도 이런 점을 모를 리는 없겠지만, 그럼에도 굳이 이런 물건이 탄생한 까닭은 미국과 러시아 양국이 두차례의 세계대전에 참가한 전적이 있는지라 더 이상의 물리적 전쟁을 하길 원치않아 했고 그 대신 택한 '냉전'이라는 '이념과 이념의 전쟁'이라는 특수한 경쟁심리 덕분에 탄생할 수 있었던 것이다. 당장 스푸트니크 쇼크란 용어가 왜 생겼는지를 생각해보자. 사실 우주 진출도 우주에서 뭘 얻어낼 경제적 가치가 있는 게 아님에도 양국이 열을 올리며 최대한 먼저 어떤 '눈에 보이는 성과'를 내려고 경쟁한 것도 결국 이런 이념 전쟁에서 이기고픈 욕구 때문이었다.
그러나 당연하지만 깨질 이유가 없어서 그렇지, 미국이나 러시아가 마음만 먹는다면 얼마든지 깰 수는 있는 기록이다. 실제로 계획된 무기 중에서도 소련의 R-46의 탄두는 차르 봄바를 뛰어넘는 위력으로 만들어질 계획이었지만 계획이 취소되었다. 현재는 냉전이 끝났으므로 굳이 이런 프로젝트에 전세계로부터 욕을 배불리 먹어가며 엄청난 예산을 들일 이유가 없다.
애초에 100메가톤급으로 계획되었던 무기라는 것을 생각해보면 당시보다 훨씬 핵기술이 발달한 현대에는 200메가톤급 이상의 수소폭탄을 개발하는 것도 충분히 가능할 것이다. 당시에도 100메가톤급이 가능한데 저 이후로도 지구상에는 수많은 핵실험이 있었다. ICBM과 같은 탄도미사일의 기술도 점점 발달해가고 있기 때문에 미래에는 한발의 ICBM에서 여러발의 수소폭탄이 탄도미사일의 종말단계나 그 이전단계에서 분리되어 낙하하여 훨씬 더 넓은 범위에 더 끔찍한 피해를 주는 것이 가능할 것으로 추측되고 있다. ICBM 한발만으로도 한반도 전체가 여러개의 작은 태양에 휩쓸려서 수천만명이 사망하는 일이 충분히 가능하다는 말이다.
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(유명한 핵폭탄들의 위력(화구의 크기)을 비교한 그래프)
4. 차르 시리즈 일람
5. 관련 문서
- 캐슬 브라보 - 미국 최대의 실기폭 핵실험
- Mk.17 / Mk.24 - 미국 최초의 실전 배치용 수소폭탄. 크기만 놓고 보면 사실상 미국판 차르 봄바라고 할 수 있다.
- B41 - 인류 역사상 두번째로 강력한 무기이자[14] 인류 역사상 두번째로 강력한 수소폭탄으로 미국이 보유했던 가장 강력한 무기
[1] 위의 사진은 모형이다. 러시아 사로프 시의 핵무기 박물관 전시[2] 우연의 일치인지 소련의 전신인 러시아 왕국의 가장 사악한 황제로 악명 높은 이반 뇌제와도 이름이 같다. 이 폭탄의 사악한 파괴력을 생각해보면 코드 네임부터 적절하기 그지없다.[3] 이 명칭은 단순히 별명으로, 원래 주어진 이름은 'Massive Ordnance Air Blast(공중폭발 대형폭탄)'이다. 머릿글자 MOAB에 맞게 의미를 바꾼 것이다.[4] 러시아어로 Царь, бомба 모두 주격인 명사의 결합형이다. 단 문장에서 쓰일 때는 뒤에 있는 бомба의 성을 따라가므로 여성명사가 된다. Царьская бомба. Царь는 제왕이라는 뜻도 있기에 말 그대로 제왕폭탄.[5] 차르 봄바가 너무 커서 폭탄창 뚜껑을 덜어내고 밧줄로 매달아서 덜렁덜렁 달린 채로 떨궜다고 한다. 사진에서 폭격기 동체 아랫부분에 달린 것이 그것. 참고로 미국의 B-36들 중 2개의 폭탄창을 1개로 합친 기체라면 기내 탑재가 가능했을 것이다.[6] 저렇게 폭탄을 폭격기 동체에 달아서 떨구는 방법은 폭격기의 폭장량을 감안해서 탑재는 가능하지만 폭탄창보다 폭탄이 더 큰 경우에만 하는 방법이다. 이것과 비슷한 예가 제2차 세계대전 당시 영국에서도 있었는데, 그게 현대 벙커버스터들의 선조뻘 되는 지진폭탄, 그랜드슬램 되시겠다.[7] 사실은 닿진 않았다. 당초 화구가 지상에 닿을 것으로 예상했는데 지면에서 반사된 충격파로 인해 아래쪽이 약간 찌그러졌다. 밑의 사진을 참조하기 바람. [8] 나일론이 사용되었는데 덕분에 소련 쪽 합성섬유 공급이 후달려졌다는 말도 있다. 하지만 겨우 800kg 가지고 공급이 후달렸느니 하기에는 결코 많은 양이 아니라 할 수 있다.[9] 12 어떤 기록에서는 관측자들이 100km 떨어져 있었다는 이야기가 있는데 사실은 관측자들은 270km 떨어져 있었다. 거기서도 폭발로 인한 열(물론 당연히 열풍이 아닌 복사열)이 느껴졌을 정도라고 한다. 참고로 270km이면 서울에서 광주광역시까지의 거리이다.[10] 이게 실감이 나지 않는 사람을 위해 첨언하자면, 만약 서울특별시청에 떨어졌다고 가정할 때 수도권 전역과 충남 북부, 충북 북서부, 강원 서부와 북한의 개성, 연안, 금천사람들도 직접 화구가 보일 정도로 야외에 노출된 상태라면 3도 화상을 입을 수 있단 소리다.[11] 오드센 주, 발드마른 주, 센생드니 주, 파리를 동그랗게 에워싸고 있는 모습에서 착안해 '프티 쿠론느(소왕관) 3주'라고 부르기도 한다.[12] 만약 100Mt급을 터뜨렸다면 소련 전역이 피해를 입었을 것이라는 떡밥이 자꾸 도는데 그런 문제였으면 애초에 노바야 제믈랴 섬에서 실험하지도 않았을 것이다. 100Mt 짜리를 썼다간 소련 전역이 초토화되는데 100Mt의 반쪽짜리 위력을 내는 50Mt짜릴(완전히 똑같은 효율을 가졌다고 가정할 때 낙진량은 반이 되고 폭발 반경은 80%다.) 모스크바에서 얼마 안 떨어진 곳에서, 그것도 무인도도 아닌 섬에서 터뜨린다는 것 자체가 말도 안되는 소리다. 100Mt의 위력을 가져봐야 남한 크기의 땅에 전부 피해를 주지도 못하며 소련 전역 피해는 완전히 헛소리다.[13] 러시아에서, 그리고 역사상 가장 큰 ICBM인 R-36조차도 페이로드는 약 9톤급이다.(사실 엄밀히는 R-7이 더 크다) 27톤이나 나가는 차르봄바를 달 수 있는 로켓은 타이탄 IV 이상의 상용로켓 정도의 크기나 새턴 시리즈(새턴 IB, 새턴 V), 에네르기아 같은 대형 발사체가 있어야한다. 특히 이를 위성궤도 밖으로 날려보낼 만큼 강력한 로켓은 역사상 새턴 V밖에 없다. 아레스V의 경우는 취소됐고 에네르기아는 로켓 특성상 지구궤도 내는 가능하지만 정지궤도 20t이 한계라 그 이상은 어렵다. 현재 개발중인 SLS가 완성된다면 둘로 늘어난다. 50Mt급 탄두를 더 소형화하면 된다.[14] 다만 무게 대 위력으로는 가장 강력하다.