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LGM-30 미닛맨

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목차

1. 개요

LGM-30 미닛맨은 미국이 개발한 대륙간 탄도 미사일(ICBM)로, 고체 연료를 사용하여 즉각적인 발사가 가능하도록 설계되었다. 1950년대 냉전 시대에 소련의 핵 위협에 대응하기 위해 개발되었으며, 아틀라스와 타이탄 I과 같은 액체 연료 미사일의 단점을 보완하여 소형화, 경량화, 저렴한 비용을 특징으로 한다. 1959년 시험 발사를 시작으로, I형, II형, III형으로 개량되었으며, 최종형인 III형은 MIRV 기술을 적용하여 여러 개의 핵탄두를 탑재할 수 있다. 미닛맨은 1960년대부터 1980년대까지 미국의 전략 공군 사령부의 주력 무기로 사용되었으며, 현재는 미닛맨 III가 유일한 지상 발사 ICBM으로 운용되고 있다. 미닛맨은 지하 사일로에 배치되어 생존성을 높였으며, 공중 발사 통제 시스템을 통해 LCC가 파괴될 경우에도 발사가 가능하도록 설계되었다.

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LGM-30 미닛맨
개요
미니트맨 II
미니트맨 II
유형대륙간 탄도 미사일
원산지미국
사용 국가(미국 공군)
제작사보잉
가격 및 수량
대당 가격7,000,000 USD
생산 대수550기
사용 이력
사용 기간미니트맨 I: 1962년–1969년
미니트맨 II: 1965년–1994년
미니트맨 III: 1970년–현재
제원
추진체과염소산 암모늄 복합 추진제
엔진3단 고체 연료 로켓 엔진
1단 엔진티오콜 TU-122 (M-55) ()
2단 엔진에어로젯-제너럴 SR-19-AJ-1 ()
3단 엔진에어로젯/티오콜 SR73-AJ/TC-1 ()
1단 엔진 추력(미니트맨 III)
중량미니트맨 I: 약
미니트맨 II: 약
미니트맨 III:
길이미니트맨 I/A:
미니트맨 I/B:
미니트맨 II:
미니트맨 III:
직경(1단)
속도(종말 단계)
사거리미니트맨 I:
미니트맨 II:
미니트맨 III:
탄두미니트맨 I: W59 (퇴역)
미니트맨 I 및 II: W56 (퇴역)
미니트맨 III: W62 (퇴역), W78 (현역), 또는 W87 (현역)
유도 방식관성 NS-50
정확도미니트맨 I: 초기 CEP, 이후 CEP
미니트맨 II: CEP
미니트맨 III: CEP
기폭 방식공중 폭발 또는 접촉 (지표면)
발사 플랫폼미사일 사일로
기타 정보
LGM 의미L: 사일로 발사
G: 지상 목표 공격 설계
M: 유도 미사일
고체 추진제 장점발사 직전에 연료를 주입할 필요가 없어 항상 전투 준비 완료 상태를 유지할 수 있음. 액체 추진제 미사일은 연료 주입 과정이 필요함.
미래 계획
차세대 ICBM2017년 9월 기준으로 노스럽 그러먼이 미래 ICBM 제작 경쟁에서 승리함.
W87-1 개량 프로그램진행 중 (2019년 3월)

2. 역사

미니트맨 I 미사일


미국 공군 최초로 고체 연료 로켓엔진을 탑재한 양산형 ICBM으로, 3단 로켓을 사용하여 최대 속도 24,000 km/h를 낼 수 있었다. 한때 폭격기 계통의 기호로 B-80이 붙여지기도 했다.

전략 폭격기 및 미국 해군의 잠수함 발사 탄도 미사일과 함께 미국의 전략 핵 공격 능력을 담당했다.

냉전 종결과 핵 군축으로 인해, 후계기로 예정되었던 피스키퍼가 2005년에 퇴역하면서, 1950년대에 개발이 시작된 미닛맨은 2009년 시점에도 배치 및 운용되었으며, 최소 2020년대까지 운용될 계획이었다[46]。

탑재 핵탄두는 갱신 및 개량이 계속되어 장기 배치에 따른 안전성이 고려되고 있다. 2020년8월 4일에도 발사 실험이 진행되었으며, 밴덴버그 공군 기지에서 발사된 미니트맨 III는 태평양을 6,700km 비행하여 남태평양 마셜 제도 근해에 착탄했다[47]。

2010년대부터 미닛맨 III의 후계 ICBM인 '''지상 배치 전략 억지력 (Ground Based Strategic Deterrent, GBSD)''' 개발 계획이 추진되고 있으며, 2020년대 말 초기 작전 능력 획득을 목표로 한다. 미국 공군은 2020년 노스롭 그러먼과 GBSD 개발 계약을 체결했고, 2022년 GBSD는 '''LGM-35 센티넬'''로 명명되었다.

2. 1. 개발 배경

냉전 초기, 미국은 소련의 핵 위협에 대응하기 위해 신속 발사 및 유지 보수가 용이한 고체 연료 대륙간 탄도 미사일(ICBM) 개발에 착수했다. 당시 운용 중이던 액체 연료 ICBM은 발사 준비 시간이 길고 유지보수가 어렵다는 단점이 있었다.

에드워드 N. 홀 공군 대령은 고체 연료 ICBM 개발에 핵심적인 역할을 수행했다. 그는 보잉 및 티오콜과의 협력을 통해 과염소산 암모늄 복합 추진제 연구를 지원하여, 연료가 원통 전체 길이를 따라 연소될 수 있도록 개선했다. 이는 추력 증가와 열 분산에 기여했다. 또한, 유도 시스템이 엔진 차단을 요청하면 로켓 노즐 내부에 추가 포트가 열려 남은 연료가 분해되어 추력에 기여하지 않고 노즐 밖으로 배출되도록 설계하여, 탄두의 정확도를 높였다.

미 해군 또한 고체 연료 미사일 개발에 참여했는데, 액체 연료가 함선, 특히 잠수함에서 사용하기에 위험하다고 판단했기 때문이다. 해군은 육군과의 PGM-19 주피터 공동 개발을 포기하고, 에드워드 텔러의 경량 핵탄두 개발 약속에 힘입어 UGM-27 폴라리스 개발에 착수했다.

미국 공군은 초기에는 고체 연료 ICBM의 필요성을 크게 느끼지 못했다. SM-65 아틀라스와 SM-68 타이탄 ICBM 개발이 진행 중이었고, "저장 가능한" 액체 추진제 개발로 미사일 사일로에 배치하여 기습 공격에 대비할 수 있다고 판단했다.

그러나 홀 대령은 고체 연료 ICBM이 발사 시간 및 생존성뿐만 아니라, 생산 비용을 대폭 절감하여 대량 배치를 가능하게 할 것이라고 보았다. 그는 ICBM이 미국의 주요 무기가 되는 미래를 상상했다. 그는 통합 미사일 "농장" 건설, 컴퓨터화된 조립 라인을 통한 지속적인 생산, 소규모 팀에 의한 운영 감독 등을 계획했다.

홀 대령의 계획은 라모-울드리지 등 기성 세력의 반대에 부딪혔지만, 그는 미사일의 역할이 소련 도시 공격이며, "수적으로 우위를 제공하는 전력이 수적으로 열세지만 더 높은 정확성을 가진 전력보다 훨씬 강력한 억제력을 제공할 것"이라고 주장했다.

1958년, 홀 대령은 미닛맨 프로젝트에서 해임되어 토르 IRBM 배치 감독을 위해 영국으로 보내졌다. 1959년 미국으로 돌아온 그는 공군에서 은퇴했지만, 고체 연료 연구에 대한 공로로 1960년에 공로 훈장을 받았다.

홀 대령이 해임되었지만, 그의 비용 절감 연구는 직경 약 180.34cm의 새로운 설계를 만들어냈고, 이는 더 작고 저렴한 사일로 건설을 가능하게 했다.

2. 2. 미사일 농장 개념과 유도 시스템

홀 대령은 단순한 미사일 개발을 넘어, 공장, 미사일 사일로, 수송 및 재활용 시설을 포함하는 통합 미사일 "농장" 건설을 구상했다. 이는 대량 생산과 효율적인 운영을 통해 ICBM을 미국의 주력 무기로 만들고자 하는 장기적인 계획이었다. 미사일 시스템은 고장을 감지하고, 고장 시 미사일은 제거되어 재활용되며, 새로 제작된 미사일이 그 자리를 대신하는 방식이었다. 미사일 설계는 "무기의 장점은 완수된 임무당 낮은 비용에 있었고, 다른 모든 요소, 즉 정확성, 취약성 및 신뢰성은 부차적이었다"는 이유로, 가능한 가장 낮은 비용에 기반하여 크기와 복잡성을 줄였다.

미니트맨 I 미사일의 오토네틱스 D-17 유도 컴퓨터.


미닛맨의 핵심 기술 중 하나는 오토네틱스(Autonetics)가 개발한 에어 베어링 기반의 관성 유도 시스템이다. 이전의 장거리 미사일은 관성 유도 시스템을 가동하고 초기 위치를 설정하며 목표 좌표를 프로그래밍하는 데 시간이 오래 걸려 문제가 되었지만, 미닛맨은 이 시스템을 통해 자이로스코프의 정밀도를 높여 미사일의 정확도를 향상시켰다. 오토네틱스는 플랫폼을 두 방향으로 회전할 수 있는 공 형태로 제작하여 최첨단 기술을 더욱 발전시켰다. 기존 솔루션은 양쪽 끝에 볼 베어링이 있는 샤프트를 사용하여 단일 축으로만 회전할 수 있었다. 오토네틱스의 설계는 관성 플랫폼에 세 개의 자이로 대신 두 개의 자이로만 필요하다는 것을 의미했다.

또한, 범용 디지털 컴퓨터(D-17B)를 채택하여 유도, 자동 조종 장치, 센서 모니터링 등 다양한 기능을 통합했다. 미사일이 사일로에 있는 동안 유도 프로그램이 실행되지 않기 때문에, 동일한 컴퓨터는 다양한 센서 및 테스트 장비를 모니터링하는 프로그램을 실행하는 데에도 사용되었다. 이전 설계에서는 외부 시스템에서 처리하여 수 마일에 달하는 추가 배선과 유지 보수 중에 테스트 장비를 연결할 수 있는 위치에 많은 커넥터가 필요했다. 그러나 D-17B를 통해 단일 연결로 컴퓨터와 통신하여 이 모든 것을 수행할 수 있었다.

D-17B 컴퓨터는 드럼 머신 대신 하드 디스크를 사용했고, 트랜지스터를 사용하여 성능, 크기, 무게를 최적화했다. 당시 트랜지스터는 매우 비싸고 신뢰성이 떨어졌기 때문에, 유도에 컴퓨터를 사용하려는 이전의 노력인 BINAC과 SM-64 네바호의 시스템은 실패하여 포기되었다. 공군과 오토네틱스는 트랜지스터 및 부품의 신뢰성을 100배 향상시키기 위한 프로그램에 수백만 달러를 투자하여 "미니트맨 고신뢰 부품" 사양을 만들었다. 이 "미니트맨 고신뢰 부품" 사양은 트랜지스터 및 부품의 신뢰성을 향상시키는 데 크게 기여했으며, 이는 전자 산업 전반에 긍정적인 영향을 미쳤다.

범용 컴퓨터를 사용한 것은 미니트맨 프로그램과 미국 핵 태세 전반에 걸쳐 오랫동안 지속되는 영향을 미쳤다. 미니트맨을 사용하면 몇 시간 안에 새로운 궤도 정보를 컴퓨터의 하드 드라이브에 로드하여 표적 설정을 쉽게 변경할 수 있었다. 반면에 이전 ICBM의 맞춤형 배선 컴퓨터는 시스템의 로직에 하드 코딩된 정확한 궤도 정보가 있는 단일 목표만 공격할 수 있었다.

LGM-30 미닛맨 I에 사용된 오토네틱스(Autonetics) D-17 비행 컴퓨터는 20개의 트랙(프로그램 채우기 후 쓰기 헤드 비활성화)에 2,560개의 "콜드 스토리지" 워드를 저장하는 회전하는 에어 베어링 자기 디스크를 사용했으며, 각 워드는 24비트였고, 128개의 워드를 저장하는 변경 가능한 트랙이 하나 있었다. D-17 디스크의 회전 시간은 10ms였다. D-17은 또한 중간 결과 저장을 위한 더 빠른 접근을 위해 여러 개의 짧은 루프를 사용했다. D-17의 계산 마이너 사이클은 3번의 디스크 회전 또는 30ms였다. 그 시간 동안 모든 반복 계산이 수행되었다. 지상 작전 동안, 관성 플랫폼이 정렬되고 자이로 보정 속도가 업데이트되었다.

비행 중, 필터링된 명령 출력은 각 마이너 사이클마다 엔진 노즐로 전송되었다. 하드 디스크의 보조 기억 장치에 해당 기술의 후손을 사용하는 현대 컴퓨터와 달리, 디스크는 활성 컴퓨터 메모리였다. 디스크 스토리지는 근처 핵폭발로부터의 방사선에 대한 내성이 있는 것으로 간주되어 이상적인 저장 매체였다. 계산 속도를 개선하기 위해, D-17은 오토네틱스(Autonetics)가 제작한 야전 포병 데이터 컴퓨터(M18 FADAC)에서 간단한 명령어 실행을 매 워드 시간마다 허용하는 명령어 사전 인출 기능을 빌려왔다.

2. 3. 미사일 격차 논란과 폴라리스의 등장

1957년, 정보 보고서들은 소련이 미사일 경쟁에서 미국보다 훨씬 앞서 있으며, 1960년대 초까지 미국을 압도할 수 있다고 시사했다. CIA와 국방부의 예측대로 소련이 미사일을 건조한다면, 1961년까지는 미국의 전략 공군 사령부와 대륙간 탄도 미사일 기지를 선제 공격으로 공격할 수 있었다. 비록 이 "미사일 격차"는 "폭격기 격차"만큼 허구였음이 드러났지만,[13] 1950년대 후반에는 심각한 문제였다.

미 공군은 WS-199 프로그램을 통해 생존 가능한 전략 미사일 연구를 시작했다. 초기에는 소련에서 멀리 떨어진 곳을 비행하는 항공기에 탑재되어 공격이 어려운 공중 발사 탄도 미사일에 집중했다. 1958년 9월부터 미닛맨에 긴급 개발 지위가 부여되었고, 잠재적 사일로 부지 사전 조사도 1957년 말에 시작되었다.

사리 샤간에서 개발 중인 소련의 탄도 미사일 방어 시스템은 또 다른 문제였다. WS-199는 기동 재진입 비행체 (MARV) 개발로 확장되었으며, 이는 탄두 격추 문제를 복잡하게 만들었다. 1957년에는 알파 드라코와 부스트 글라이드 재진입 비행체 두 가지 디자인이 테스트되었다. 이들은 미닛맨과 같은 기존 미사일에 장착할 수 있었다.

이러한 재진입 비행체의 형태는 더 많은 공간을 필요로 했다. 이러한 미래 확장을 위해 미닛맨 사일로는 약 3.96m 더 깊게 건설하도록 수정되었다. 미닛맨은 부스트 글라이드 탄두를 배치하지는 않았지만, 여유 공간은 미사일 연장 및 더 많은 연료와 탑재량을 운반할 수 있게 했다.

폴라리스 SLBM은 미닛맨의 역할을 수행할 수 있었으며 공격에 훨씬 덜 취약한 것으로 인식되었다.


미닛맨 초기 개발 과정에서 공군은 유인 전략 폭격기가 핵전쟁의 주요 무기라는 정책을 유지했다. 약 457.20m 정도의 폭격 정확도가 예상되었고, 무기는 강력한 목표물도 이 범위 내에 들어가는 한 파괴되도록 크기가 정해졌다. 미 공군은 소련의 모든 군사 및 산업 목표를 공격할 수 있는 충분한 수의 폭격기를 보유하고 있었고, 이러한 공격으로 국가를 완전히 파괴할 수 있을 정도로 충분한 수의 폭격기가 살아남을 것이라고 확신했다.

소련의 ICBM은 이 방정식을 뒤집었다. 정확도는 4nmi 정도로 낮다고 알려졌지만, 전략 공군 사령부의 폭격기에 유용할 대형 탄두를 탑재했다. ICBM 발사를 감지하는 시스템이 없었기 때문에, 소련이 기습 공격으로 SAC 폭격기 부대의 상당 부분을 제거할 수 있다는 가능성이 제기되었다.

이러한 상황에서 공군은 ICBM을 전쟁의 주요 무기가 아니라 소련의 기습 공격을 막는 수단으로 보았다. ICBM, 특히 사일로에 보관된 신형 모델은 단일 소련 미사일의 공격에서 살아남을 것으로 예상되었다. 양측이 비슷한 수의 ICBM을 보유한 상황에서, 미국은 기습 공격에서 살아남아 소련 도시의 파괴를 보장할 수 있었다. 소련은 이러한 조건에서 공격을 감행하지 않을 것이다.

전략 기획자들은 최대 소련 도시에 대한 "400 메가톤 상당"의 공격이 인구의 30%를 즉시 사망시키고 산업의 50%를 파괴할 것이라고 계산했다. 더 큰 공격은 이러한 수치를 약간만 증가시켰다. 이는 소련이 얼마나 많은 미사일을 가지고 있든 상관없이 400 메가톤 정도의 "유한 억제력" 수준이 있음을 시사했다. 소련 무기의 낮은 정확도를 감안할 때 미국 미사일이 살아남는 것은 가능성이 높아 보였다. ICBM을 추가하더라도 소련 군사 목표를 공격할 필요성은 사라지지 않았으며, 공군은 폭격기가 그 역할에 적합한 유일한 플랫폼이라고 주장했다.

이러한 논쟁 속에서 해군의 UGM-27 폴라리스가 등장했다. 잠수함에서 발사된 폴라리스는 효과적으로 무적이었고 소련 도시에 대한 공격에 충분한 정확도를 가지고 있었다. 소련이 미사일의 정확도를 향상시키면 공군의 폭격기와 미사일에 위협이 되겠지만 해군의 잠수함에는 위협이 되지 않았다. 동일한 400 메가톤 상당 계산을 기반으로, 16발의 미사일을 탑재한 41척의 잠수함 함대를 건설하여 해군에 공격 불가능한 유한 억제력을 제공했다.

이는 공군에게 심각한 문제를 제기했다. 초음속 B-70과 같은 신형 폭격기 개발을 계속 추진했지만, 핵전쟁 시나리오에서 불가능해 보였다. 1960년 2월 RAND의 "폴라리스의 수수께끼"라는 제목의 메모는 폴라리스가 소련 도시에 대한 목표를 공유하고 있다면 공군 ICBM에 대한 필요성을 없앤다고 제안했다. 미사일의 역할이 소련 인구에 대한 공격 불가능한 위협을 제시하는 것이라면 폴라리스가 미닛맨보다 훨씬 더 나은 해결책이었다. 이 문서는 반격 능력을 향해 발전하고 있던 미닛맨 프로그램의 미래에 영향을 미쳤다.

2. 4. 케네디 행정부와 반격 전략

존 F. 케네디 대통령과 로버트 맥나마라 국방장관은 비용/편익 분석을 통해 미닛맨을 주력 ICBM으로 선정하고, 아틀라스와 타이탄 개발을 중단시켰다. 또한, XB-70 폭격기 프로젝트를 취소하고, 육군의 LIM-49 나이키 제우스 미사일 방어 시스템 개발도 중단시켰다.

미닛맨은 초기에는 보복 공격용으로 설계되었으나, D-17B 컴퓨터의 발전으로 정확도가 향상되면서 반격(Counterforce) 전략, 즉 적의 군사 시설을 목표로 하는 전략에 적합한 무기로 발전했다. 미닛맨은 처음에는 약 1.1nmi의 원형 공산 오차(CEP)로 배치되었지만, 1965년까지 약 0.6nmi로 개선되었다. 이는 미사일이나 항법 시스템에 기계적인 변경 없이 달성되었다.

2. 5. 미닛맨 I, II, III

미닛맨은 여러 차례 개량을 거쳐 성능이 향상되었다.

비교LGM-30A 미닛맨 ILGM-30B 미닛맨 I 개량형LGM-30F 미닛맨 IILGM-30G 미닛맨 III
길이16.4m17m17.6m18.23m
1단 직경1.68m1.68m1.68m1.68m
무게29400kg29400kg33100kg35400kg
1단티오콜 M55 추력 93ton티오콜 M55 추력 93ton티오콜 M55 추력 93ton티오콜 M55 추력 93ton
2단에어로젯 M56 추력 26ton에어로젯 M56 추력 26ton에어로젯 SR19-AJ-1 추력 26ton에어로젯 SR19-AJ-1 추력 26ton
3단허큘리스 M57 추력 15ton허큘리스 M57 추력 15ton에어로젯-티오콜 SR73-AJ-TC-1 추력 15ton허큘리스 M57 추력 15ton
탄두중량450kg680kg680kg1ton
탄두1x 1 Mt W591x 1.2 Mt W561x 1.2 Mt W563x W62, W78, W87
CEP2.58km2.58km1.6km370m
사거리10100km9600km11300km12900km



'''LGM-30A 미닛맨 I'''은 1961년 2월 1일 케네디 케이프 커내버럴에서 처음 발사되었으며, 1962년 전략 공군 사령부에 배치되었다. 미국 공군(USAF)은 원래 이 미사일을 캘리포니아주 반덴버그 공군 기지에 배치하기로 결정했지만, 결함 있는 부스터로 인해 사거리가 제한된다는 것이 밝혀져 몬태나 주의 말름스트롬 공군 기지에 배치하기로 결정했다.

"개선된" '''LGM-30B''' '''미닛맨 I'''은 1963년과 1964년에 사우스 다코타 주의 엘스워스 공군 기지, 노스 다코타 주의 미노트 공군 기지, 와이오밍 주의 F.E. 워렌 공군 기지, 미주리 주의 화이트먼 공군 기지에서 작전 배치되었다. 1965년 6월까지 800기의 모든 미닛맨 I 미사일이 인도되었다.

미닛맨 I의 길이는 미닛맨 I/A는 약 16.15m였고, 미닛맨 I/B는 약 16.76m였다. 무게는 대략 약 29483.48kg였고, 작전 반경은 5500nmi였으며, 명중률은 약 약 2.41km였다.

미니트맨 II의 유도 시스템.


'''LGM-30F 미닛맨 II'''는 미닛맨 I 미사일의 개선된 버전이었다. 첫 번째 시험 발사는 1964년 9월 24일에 이루어졌다. 미닛맨 II 개발은 1962년에 시작되었으며, 1965년에 생산 및 배치가 시작되어 1967년에 완료되었다. 사거리와 투하 중량이 증가하고, 방위각 범위를 개선한 유도 시스템을 갖추어 군사 기획자들에게 더 나은 정확성과 더 넓은 범위의 목표물을 제공했다. 일부 미사일에는 관통 보조 장치가 장착되어 모스크바의 탄도 미사일 요격 시스템에 대한 높은 파괴 확률을 제공했다. 탑재량은 1.2 메가톤의 TNT(5PJ) 위력을 가진 W56 핵탄두를 포함하는 단일 Mk-11C 재진입 비행체로 구성되었다.

미닛맨 II는 약 17.37m의 길이에 대략 약 33112.22kg의 무게였으며, 10200km의 작전 범위를 가졌고, 약 약 1.61km의 정확도를 보였다.

미닛맨 II가 제공한 주요 새로운 기능은 다음과 같다.

  • 신뢰성을 높이기 위한 개선된 1단계 모터.
  • 미사일 사거리를 늘리기 위해 더 큰 2단계 모터에 액체 분사 추력 벡터 제어 기능이 있는 혁신적인 단일 고정 노즐.
  • 마이크로칩과 소형화된 개별 전자 부품을 통합한 개선된 유도 시스템(D-37 비행 컴퓨터).
  • 적 환경으로 재진입하는 동안 탄두를 위장하는 침투 보조 시스템.
  • 살상 확률을 높이기 위해 재진입 비클의 더 큰 탄두.


미닛맨 II 프로그램은 집적 회로(Autonetics D-37C)로 구성된 컴퓨터를 사용한 최초의 대량 생산 시스템이었다. 미닛맨 II 집적 회로는 텍사스 인스트루먼트(Texas Instruments)에서 만든 다이오드-트랜지스터 논리와 다이오드 논리였다.

미닛맨 III는 길이가 약 18.26m이고, 무게는 약 36029.72kg이며, 작동 거리는 14000km이고, 명중 오차는 약 약 243.84m이다.

1970년에 개발 및 배치된 최종형인 III형(LGM-30G)은 MIRV가 되어 3개의 탄두를 탑재할 수 있다. CEP도 0.4km 이하가 되었다.

가이던스 교체 프로그램은 NS20A 미사일 유도 장치를 NS50 미사일 유도 장치로 교체하여 미닛맨 미사일의 수명을 2030년 이후까지 연장한다. 교체 프로그램은 2008년 2월 25일에 완료되었다.

단일 탄두 재진입체(Single Reentry Vehicle) 개조는 START II 조약의 요구 사항을 준수할 수 있도록 했으며, 미닛맨 III 미사일의 재진입체(reentry vehicles)를 3개에서 1개로 재구성하는 것이었다.

3. 기술적 특징



미닛맨은 3단 고체 연료 로켓, 관성 유도 장치, 다양한 핵탄두, 지하 미사일 사일로 배치 등 혁신적인 기술을 적용하여 개발되었다.


  • 전장: 18m
  • 직경: 1.67m
  • 발사 중량: 36030kg
  • 엔진: 3단 고체 연료 로켓 엔진
  • 1단: 사이오콜사 (Thiokol)
  • 2단: 에어로제트 제너럴사 (Aerojet-General)
  • 3단: 유나이티드 테크놀로지스 화학 시스템 부문 (United Technologies Chemical Systems Division)
  • 속도: 약 24000km/h (7km/s, M 23)
  • 사정거리: 10000km 이상 (5200nm)
  • 비행 고도: 1120km
  • 유도 장치: 관성 유도 장치
  • 배치 방식: 지하 미사일 사일로 배치
  • 단가: 700만달러


미닛맨 핵탄두 제원
종류핵출력재진입체비고
W591MtMk-51962년-1969년
W561.2MtMk-11C1963년-1993년
W62170kt마크-121970년-2010년, 3개 탑재
W78350kt마크-12A1979년-, 3개 탑재
W87475kt마크-212006년-, 3개 탑재, 둔감화약 사용


3. 1. 고체 연료 로켓

버나드 슐리버의 서부 개발 부서에서 고체 연료 추진 부서를 맡았던 에드워드 N. 홀 공군 대령은 1956년에 고체 연료를 사용한 ICBM 개발에 착수했다.

보잉과 티오콜의 연구를 통해 개발된 과염소산 암모늄 복합 추진제는 연료 내부에 별 모양의 구멍을 뚫어, 연료가 원통 전체 길이를 따라 연소되도록 설계되었다. 이는 연소율과 추력을 높이고, 열을 분산시켜 미사일 동체 벽에 열이 직접 닿지 않도록 하는 효과를 가져왔다.

고체 연료 로켓은 액체 연료 로켓에 비해 다음과 같은 장점을 가진다.

  • 빠른 반응 시간: 액체 연료는 발사 직전에 주입해야 하는 반면, 고체 연료는 즉시 발사가 가능하다.
  • 안전성: 액체 연료는 누출 및 폭발 위험이 있지만, 고체 연료는 상대적으로 안전하다.
  • 소형 경량화 및 저렴한 생산 비용: 고체 연료 로켓은 구조가 간단하여 생산 비용이 저렴하고, 소형 경량화가 가능하다.


이러한 장점 덕분에 미닛맨은 미사일 사일로에 장기간 보관이 가능하며, 기습 공격에도 신속하게 대응할 수 있었다. 또한, 생산 및 유지 보수가 용이하여 대량 배치가 가능했다.

미니트맨의 고체 연료 로켓 개발은 UGM-27 폴라리스 개발에도 영향을 주었으며, 타이탄 II 등 액체 연료 로켓의 퇴역을 앞당기는 계기가 되었다.

3. 2. 유도 시스템

미닛맨은 몇 분 안에 발사할 수 있도록 설계되었으며, 이를 위해 유도 시스템을 항상 작동시키고 정렬 상태로 유지해야 했다. 초기에는 볼 베어링을 사용하는 자이로스코프에 문제가 있었으나, 오토네틱스(Autonetics)는 에어 베어링을 사용한 실험적 설계를 개발하여 이 문제를 해결했다. 오토네틱스의 설계는 관성 플랫폼에 세 개 대신 두 개의 자이로만 필요로 했다.

미닛맨은 또한 범용 디지털 컴퓨터인 D-17B를 사용했다. 이전 미사일 설계는 일반적으로 두 개의 단일 용도, 전기 기계식 컴퓨터를 사용했지만, 미닛맨은 단일의 더 빠른 컴퓨터를 사용하여 부품 수를 줄였다. D-17B는 드럼 머신 대신 하드 디스크를 사용했다.

트랜지스터는 당시 비싸고 신뢰성이 낮았기 때문에, 공군과 오토네틱스는 트랜지스터 및 부품의 신뢰성을 100배 향상시키기 위한 프로그램에 수백만 달러를 투자했다.

미닛맨 I에 사용된 오토네틱스 D-17 비행 컴퓨터는 회전하는 에어 베어링 자기 디스크를 사용하여 2,560개의 "콜드 스토리지" 워드를 저장했다. D-17 디스크의 회전 시간은 10ms였고, 계산 마이너 사이클은 30ms였다. 지상 작전 동안 관성 플랫폼이 정렬되고 자이로 보정 속도가 업데이트되었다. 비행 중에는 필터링된 명령 출력이 각 마이너 사이클마다 엔진 노즐로 전송되었다. 하드 디스크의 보조 기억 장치와 달리, 디스크는 활성 컴퓨터 메모리였다. 디스크 스토리지는 핵폭발로부터의 방사선에 대한 내성이 있었다. D-17은 M18 FADAC에서 명령어 사전 인출 기능을 빌려와 계산 속도를 개선했다.

LGM-30F 미닛맨 II는 마이크로칩과 소형화된 개별 전자 부품을 통합한 개선된 유도 시스템(D-37 비행 컴퓨터)을 사용했다. 미닛맨 II는 이러한 장치에 대한 주요 투자를 한 최초의 프로그램이었다. 이 장치의 사용으로 다중 목표 선택, 더 높은 정확성과 신뢰성, 유도 시스템의 크기와 무게 감소, 핵 환경에서 유도 시스템의 생존성 증가가 가능해졌다. 유도 시스템에는 텍사스 인스트루먼트(Texas Instruments)에서 만든 2,000개의 마이크로칩이 포함되었다. 미닛맨 II 프로그램은 집적 회로(Autonetics D-37C)로 구성된 컴퓨터를 사용한 최초의 대량 생산 시스템이었다. 미닛맨 II 집적 회로는 텍사스 인스트루먼트(Texas Instruments)에서 만든 다이오드-트랜지스터 논리와 다이오드 논리였다. 미닛맨 II 비행 컴퓨터는 주요 저장 장치로 회전 자기 디스크를 계속 사용했다. 미닛맨 II에는 마이크로세미 코퍼레이션(Microsemi Corporation)의 다이오드가 포함되었다.

3. 3. 핵탄두

LGM-30 미닛맨은 다양한 종류의 핵탄두를 탑재할 수 있다.

  • LGM-30A 미닛맨-I은 무게 250kg, 핵출력 1Mt의 W59 수소폭탄을 장착한 무게 200kg Mk-5 대기권 재진입체(RV) 1발을 탑재한다.
  • LGM-30B 미닛맨-I 개량형과 LGM-30F 미닛맨-II는 핵출력 1.2Mt의 W56 수소폭탄을 장착한 Mk-11C 대기권 재진입체(RV) 1발을 탑재한다.
  • LGM-30G 미닛맨-III는 무게 115kg, 핵출력 170kt인 W62 수소폭탄 3개를 마크-12 대기권 재진입체(RV)에 탑재한다.
  • LGM-30G 미닛맨-III는 170kt W62 핵탄두를 350kt W78 핵탄두로 교체했다.
  • 2005년부터 LGM-30G 미닛맨-III는 350kt W78 핵탄두를 475kt W87 핵탄두로 교체했다. W87 핵탄두는 둔감화약을 사용해 보다 안전하다.
  • 1962년 실전 배치 당시 미니트맨 I에는 1Mt 위력의 W59 핵탄두가 장착되었다. 1.2Mt 위력의 W56 핵탄두는 1963년 3월에 생산이 시작되었고, 1963년 7월에 W59 생산이 종료되면서 150개만 생산되었고, 1969년 6월에 퇴역했다.
  • W56은 1969년 5월까지 생산이 계속되어 1000개가 생산되었다. Mod 0에서 3까지는 1966년 9월까지 퇴역했고, Mod 4 버전은 1990년대까지 실전에 배치되었다.[14]
  • W59가 실전 배치 후에 W56으로 교체된 정확한 이유는 명확하지 않지만, 1987년 의회 보고서에서는 핵탄두와 관련된 "... 단일 지점 안전" 및 "노후 조건에서의 성능" 문제가 언급되었다.[15]
  • 척 한센은 W59를 포함한, "체체" 핵 1차 핵분열 물질 설계를 공유하는 모든 무기가 심각한 단일 지점 안전 문제와 조기 삼중 수소 열화 문제로 인해 실전 배치 후에 수정이 필요하다고 주장했다.[16]
  • 1979년 12월, 더 높은 위력의 W78 탄두(335–350킬로톤)가 미니트맨 III에 배치된 다수의 W62를 대체하기 시작했다.
  • 2005년부터 비활성화된 피스키퍼 미사일의 Mk-21/W87 재진입 탄두(RV)는 안전 강화 재진입 탄두(SERV) 프로그램에 따라 미니트맨 III 전력에 교체되었다.


미닛맨 핵탄두
종류핵출력재진입체비고
W591MtMk-51962년-1969년
W561.2MtMk-11C1963년-1993년
W62170kt마크-121970년-2010년, 3개 탑재
W78350kt마크-12A1979년-, 3개 탑재
W87475kt마크-212006년-, 3개 탑재, 둔감화약 사용



350 kt W78 핵탄두

3. 4. 배치 방식

미닛맨은 지하 사일로에 배치되어 생존성을 높였다. 각 사일로는 발사 통제 센터(LCC)와 연결되어 원격으로 제어되며, 2명의 장교가 24시간 교대 근무를 한다. 5개의 비행대는 상호 연결되어 있어, 모든 발사 시설(LF)의 상태를 5개의 LCC 중 어느 곳에서든 모니터링할 수 있다. 각 LF는 모든 LCC로부터 최소 5.6km 떨어져 있다. 통제 권한은 비행대 밖으로 확장되지 않는다.

만약 지상 LCC가 파괴될 경우, 공중 발사 통제 시스템(ALCS)을 통해 미사일을 발사할 수 있다. ALCS는 EC-135 지휘소 항공기나 E-6B 머큐리 항공기에 탑재되어, 미국 전략 사령부(USSTRATCOM)의 "루킹 글래스" 공중 지휘소(ABNCP)와 통합되어 24시간 경계 태세를 유지한다. 냉전 종식 후에도 ALCS는 미닛맨 LCC에 대한 기습 공격을 방지하는 역할을 계속하고 있다.

초기에 소련은 미닛맨을 효과적으로 공격할 능력이 부족했지만, 1960년대 중반부터는 더 강력하고 정확한 ICBM을 보유하게 되었다. 소련은 1,000개의 미닛맨 사일로 대신 100개의 LCC를 공격하여 미닛맨 발사를 막을 수 있었다. 그러나 ALCS가 도입되면서 소련은 100개의 LCC뿐만 아니라 1,000개의 사일로도 공격해야 했고, 이는 3,000개 이상의 탄두를 필요로 하는 매우 어려운 목표가 되었다.

EC-135A ALCC에서 ALCS를 조작하는 공중 미사일 기술자


미사일 발사 기지를 이동식으로 만들어 은닉성을 높이는 방안도 검토되었다. 1959년 "이동식 미닛맨(Mobile Minuteman)" 계획이 발표되어, 철도에 미사일과 발사 장치를 탑재하는 방식이 시험되었다. 그러나 케네디 대통령의 지지를 얻지 못해 실용화되지 못했다.[49]

4. 운용 현황 및 미래

1950년대에 개발이 시작되어 2005년에 후계기로 예정되었던 피스키퍼가 퇴역한 미닛맨은 2009년 시점에도 배치 및 운용이 계속되었으며, 적어도 2020년대까지 운용될 계획이었다.[46]

탑재 핵탄두는 갱신 및 개량이 계속되어 장기 배치에 따른 안전성이 고려되고 있다. 밴덴버그 공군 기지에서 발사된 미니트맨 III는 2020년 8월 4일 발사 실험에서 태평양을 6,700km 비행하여 남태평양 마셜 제도 근해에 착탄했다.[47]

2010년대에 들어 미닛맨 III의 후계 ICBM으로 '''지상 배치 전략 억지력(Ground Based Strategic Deterrent, GBSD)''' 개발 계획이 추진되고 있으며, 2020년대 말 초기 작전 능력 획득을 목표로 한다. 미국 공군은 2020년에 노스롭 그러먼과 GBSD 개발 계약을 체결했고, 2022년에 GBSD는 '''LGM-35 센티넬'''로 명명되었다.

4. 1. 운용 현황

미닛맨 III는 현재 미국 공군에서 운용하는 유일한 지상 발사 ICBM이다. 피스키퍼 핵미사일은 폐기되었으며, 미국의 나머지 장거리 핵전력은 잠수함에서 발사되는 트라이던트 미사일과 장거리 핵폭격기가 담당한다. 미국 공군은 2030년대 중반까지 미닛맨 III를 운용할 계획이다.

총 450기의 LGM-30G 미사일이 다음 기지에 배치되어 있다.

모든 미닛맨 I과 미닛맨 II 미사일은 퇴역했다. 2014년, 공군은 50개의 미닛맨 III 사일로를 비무장 상태로 "준비" 상태로 두기로 결정했으며, 필요할 경우 향후 재장전될 수 있다.

미사일 사일로 내의 미니트맨 III 미사일


미닛맨 III 미사일은 반덴버그 우주군 기지에서 정기적인 발사 시험을 거쳐 무기 시스템의 효율성, 준비성 및 정확성을 검증하고, 핵 억지력을 지원한다.[19] 각 시험 발사에는 안전 기능이 설치되어 있어, 시스템이 인구 밀집 지역 위로 안전하지 않게 비행할 경우 비행 관제사가 언제든지 비행을 종료할 수 있다.[20]

2023년 11월 1일, 캘리포니아주 반덴버그 우주군 기지에서 실시된 비무장 미니트맨 III 시험 발사는 실패했다. 미국 공군은 발사 후 이상이 감지되어 태평양 상공에서 미사일을 폭파시켰다고 밝혔다.[21][22]

제576 비행 시험 비행대대는 모든 ICBM 지상 및 비행 시험을 담당한다.

공중 발사 통제 시스템(ALCS)은 미닛맨 ICBM 지휘 및 통제 시스템의 필수적인 부분으로, 지상 기반 발사 통제 센터(LCC)가 파괴될 경우 미닛맨 ICBM 전력에 대한 생존 가능한 발사 능력을 제공한다.

EC-135 지휘소 항공기의 시험 및 개조 후, ALCS는 1967년에 초기 작전 능력을 달성했다. 이후 공중 미사일 기술자들은 ALCS가 가능한 EC-135 항공기와 함께 수십 년 동안 경계 태세를 유지했다. ALCS는 공군 세계 타격 사령부(AFGSC)의 제625 전략 작전 비행대대(STOS)와 미국 전략 사령부(USSTRATCOM)의 공중 미사일 기술자에 의해 운영되며, E-6B 머큐리에도 탑재되어 있다. ALCS 승무원은 USSTRATCOM의 "루킹 글래스" 공중 지휘소(ABNCP)의 전투 참모에 통합되어 24시간 경계 태세를 유지하고 있다.

현역 LGM-30 미닛맨 배치, 2010


제91우주비행단 미사일 기지의 연결


현재 미 공군 운용 부대는 다음과 같다.

비행단기지비고
제90 미사일 비행단와이오밍주 프랜시스 E. 워렌 공군 기지1963년 7월 1일 ~ 현재
제91 미사일 비행단노스다코타주 미노트 공군 기지1968년 6월 25일 ~ 현재
제341 미사일 비행단몬태나주 말름스트롬 공군 기지1961년 7월 15일 ~ 현재
제625 전략 작전 비행대대네브래스카주 오프풋 공군 기지



2022년 8월 16일 오전 12시 49분에 반덴버그 우주군 기지에서 약 6800km 떨어진 마셜 제도 콰잘레인 환초 근해로 발사 시험이 진행되었다.[51]

5. 문제점

2016년에 미닛맨의 발사 관제 컴퓨터가 1976년형 16비트 IBM Series/1 컴퓨터와 8인치 플로피 디스크를 사용하고 있다는 사실이 드러났다.[1] 이는 시스템 노후화에 대한 우려를 불러일으켰으나, 미국 국방부는 즉시 최신 컴퓨터로 교체하였다.[1] 일각에서는 인터넷이 연결되지 않아 오히려 보안성이 높다는 주장도 제기되었다.[1]

참조

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[2] 웹사이트 The Role of Nuclear Weapons in U.S. and Allied Military Forces https://nuke.fas.org[...]
[3] 웹사이트 Minuteman I https://missilethrea[...]
[4] 웹사이트 Minuteman II https://missilethrea[...]
[5] 웹사이트 Minuteman III https://missilethrea[...]
[6] 보고서 Strategic Forces: Minuteman Weapon System Status and Current Issues https://www.gao.gov/[...] United States General Accounting Office 2024-11-13
[7] 보고서 Sandia Weapon Review: Nuclear Weapon Characteristics Handbook https://documents.th[...] Sandia National Labs 1990-09
[8] 웹사이트 LGM-30G Minuteman III Fact Sheet https://www.af.mil/A[...]
[9] PDF https://nuke.fas.org[...] 2024-08
[10] 웹사이트 Missiles & Other WMD Delivery Systems https://tutorials.nt[...]
[11] 웹사이트 Northrop Grumman wins competition to build future ICBM, by default https://spacenews.co[...] 2019-12-14
[12] 웹사이트 W87-1 Modification Program https://www.energy.g[...] 2021-07-20
[13] 웹사이트 Of myths and missiles: the truth about John F. Kennedy and the Missile Gap http://www.thespacer[...] 2006-01-03
[14] 웹사이트 Complete List of All U.S. Nuclear Weapons http://nuclearweapon[...] Nuclear Weapons Archive 2020-04-12
[15] 보고서 Report to Congress on stockpile reliability, weapon remanufacture, and the role of nuclear testing https://www.osti.gov[...] 1987
[16] 서적 The Swords of Armageddon Chukelea Publications
[17] 웹사이트 Minuteman Missile Nuclear Warheads https://minutemanmis[...] 2020-07-21
[18] 웹사이트 The W62 Warhead https://nuclearweapo[...] 2020-07-21
[19] 뉴스 U.S. continues to test Cold War-era Minuteman missiles http://www.presshera[...] 2016-08-13
[20] 뉴스 Minuteman Test Firing Aborted Over Pacific https://www.latimes.[...] 2016-08-13
[21] 웹사이트 ICBM Test Failure Puts Nuclear Modernization Effort into Focus https://www.airandsp[...] 2023-11-03
[22] 뉴스 https://www.reuters.[...]
[23] 간행물 Minuteman: The West's Biggest Missile Programme http://www.flightglo[...] 2015-02-18
[24] 기타 99 – Special Message to the Congress on the Defense Budget. http://www.presidenc[...] 2013-08-22
[25] 문서 Marti and Sarigul-Klijn, A Study of Air Launch Methods for RLVs. Doc No. AIAA 2001–4619, Mechanical and Aeronautical Engineering Dept, University of California, Davis
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[29] 문서 Hopkins III, Robert S. 1997. Boeing KC-135 Stratotanker: More Than Just a Tanker. Leicester, England: Midland Publishing Limited, p. 196
[30] 웹사이트 4th ACCS http://sac-acca.org/[...] 2017-08-11
[31] 문서 Hopkins III, Robert S. 1997. Boeing KC-135 Stratotanker: More Than Just a Tanker. Leicester, England: Midland Publishing Limited, p. 116
[32] 웹사이트 2 ACCS Part 1 http://sac-acca.org/[...] 2017-08-11
[33] 웹사이트 2 ACCS Part 2 http://sac-acca.org/[...] 2017-08-11
[34] 문서 Hopkins III, Robert S. 1997. Boeing KC-135 Stratotanker: More Than Just a Tanker. Leicester, England: Midland Publishing Limited, p. 118
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[36] 웹사이트 625th Strategic Operations Squadron Activated at Offutt AFB http://www.missilene[...] 2017-08-11
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[38] 웹사이트 Vandenberg Air Force Base > Home http://www.vandenber[...] 2019-07-24
[39] 웹사이트 Boeing Ready to Design Next Generation of US Nuclear Missiles http://www.spacedail[...] 2016-08-06
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[42] 웹사이트 Boeing, Northrop Grumman receive development contracts for new ICBM http://www.spacedail[...] 2017-08-23
[43] 웹사이트 Northrop Grumman wins competition to build future ICBM, by default https://spacenews.co[...] 2019-12-14
[44] 웹사이트 Minuteman Missile https://www.nps.gov/[...] 2016-06-12
[45] 웹사이트 Ronald Reagan Minuteman Missile Site http://history.nd.go[...] 2016-06-12
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[50] 웹사이트 米ICBM発射実験で異常発生、実験打ち切り 太平洋上で自爆 https://www.afpbb.co[...] AFP 2018-08-01
[51] 웹사이트 Minuteman III test launch showcases readiness of U.S. nuclear force's safe, effective dete https://www.afgsc.af[...] 2022-08-16
[52] 웹사이트 米ICBMミニットマン3発射実験 北朝鮮が対抗措置に出る可能性も https://www.koreawor[...] 2021-02-26


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