ASM-135 ASAT

1. 개요

ASM-135 ASAT는 미국이 개발한 공중 발사 대위성 미사일이다. 1950년대 후반부터 시작된 미국의 대위성 무기 개발 프로그램의 일환으로, F-15A 전투기에서 발사되도록 설계되었다. 3단 고체 연료 로켓으로 구성되었으며, 1985년 9월 솔윈드 P78-1 위성을 요격하는 데 성공했다. 하지만 기술적 문제, 시험 지연, 비용 증가 등으로 인해 1988년 프로그램이 취소되었다.

2. 개발

1950년대 후반, 미국은 대위성 무기 개발을 시작했다. 최초의 대위성 무기는 볼드 오리온(Bold Orion)이었으며, B-47 스트라토젯 폭격기에서 발사되는 공중 발사 방식이었다. 1959년 10월 19일, 볼드 오리온은 익스플로러 6호 위성을 상대로 시험되었는데, 약 6.44km 이내로 통과했다. 이 거리에서는 비교적 큰 위력의 핵탄두만이 목표물을 파괴할 수 있었다.

1960년부터 미국 국방부는 SPIN (SPace INtercept)이라는 프로그램을 시작했다. 1962년, 미국 해군은 대위성 무기 개발을 목표로 NOTS-EV-2 케일럽 로켓을 위성 요격 프로그램의 일환으로 발사했다.

미국은 개조된 나이키 제우스 미사일을 이용하여 1963년 5월 궤도 위성을 성공적으로 요격했다. 이 미사일은 프로젝트 505로 알려졌으며, 1964년부터 1967년까지 발사가 가능했다. 이후 핵탄두를 탑재한 PGM-17 토르 대위성 시스템이 1967년 프로젝트 505 나이키 제우스를 대체했다. 프로그램 437 토르 미사일 시스템은 1975년까지 제한적으로 배치되었다. 그러나 핵탄두를 탑재한 대위성 무기는 미국의 정찰 위성에도 손상을 줄 수 있다는 단점이 있었다. 그 결과, 미국의 대위성 무기 개발은 핵무기 사용이 필요 없는 시스템 개발로 전환되었다.

소련이 대위성 시스템을 개발하기 시작하자, 1978년 지미 카터 대통령은 미국 공군에게 새로운 대위성 시스템 개발 및 배치를 지시했다.

1978년, 미국 공군은 시제품 소형 공중 발사 세그먼트 (PMALS)로 지정된 새로운 프로그램을 시작했으며, 공군 시스템 사령부의 우주 부서가 시스템 프로그램 사무실을 설립했다. 미국 공군은 저궤도 위성을 상대로 사용할 수 있는 공중 발사 미사일에 대한 제안 요청서를 발행했다.

1979년, 미국 공군은 LTV 에어로스페이스에 ALMV 작업 시작 계약을 체결했다. LTV 에어로스페이스 설계는 적외선 호밍 운동 에너지 탄두를 갖춘 다단계 미사일을 특징으로 했다.

3. 설계

ASM-135는 F-15A에서 발사되도록 설계된 3단 고체 연료 로켓이다. F-15의 임무 컴퓨터와 헤드업 디스플레이는 조종사에게 방향 지침을 제공하도록 수정되었다.

1단은 보잉(Boeing) AGM-69 SRAM 미사일을 개조한 것으로, 록히드 마틴(Lockheed Martin)의 LPC-415 고체 추진제 투 펄스 로켓 모터가 장착되었다.

2단은 LTV 에어로스페이스(LTV Aerospace)의 알타이르 3으로, 티오콜(Thiokol) FW-4S 고체 추진 로켓 엔진을 사용했다. 알타이르 3은 스카우트 로켓의 4단계로도 사용되었으며, 이전에는 볼드 오리온(Bold Orion)과 하이-호(Caleb) 대위성 무기 개발에도 사용되었다. 알타이르에는 히드라진 연료를 사용하는 RCS 스러스터가 장착되어 미사일이 목표 위성을 향하도록 했다.

3단은 소형 호밍 차량(Miniature Homing Vehicle, MHV) 요격기라고 불렸다. 2단계를 배치하기 전에 2단계는 MHV를 초당 약 30회 회전시키고 MHV를 목표를 향하도록 했다.

Honeywell의 링 레이저 자이로스코프는 회전 속도를 결정하고 MHV가 2단계에서 분리되기 전에 관성 타이밍 기준을 얻는 데 사용되었다. 적외선 센서는 휴즈 연구소(Hughes Research Laboratories)에서 개발했다. 이 센서는 4개의 인듐 비스무트 스트립이 십자 형태로 배열되고 4개의 스트립이 대수 나선형으로 배열된 스트립 검출기를 사용했다. MHV 적외선 검출기는 F-15의 건 탄약 드럼 대신 설치된 듀어에서 나온 액체 헬륨과 ASM-135의 2단계에 위치한 더 작은 듀어에서 냉각되었다.

MHV 유도 시스템은 적외선 센서의 시야 내에서 표적만 추적했지만 표적까지의 고도, 자세, 거리는 결정하지 않았다. 방-방 제어(Bang-bang control) 시스템은 MHV의 원주를 따라 배열된 56개의 "전환" 로켓과 8개의 "엔드 게임" 고체 로켓 모터를 점화하는 데 사용되었다. 8개의 "엔드 게임" 모터는 목표 위성을 요격하기 직전에 궤적을 더 미세하게 조정하는 데 사용되었다. MHV 후면의 4개 포드에는 소형 자세 제어 로켓 모터가 포함되어 MHV의 중심에서 벗어난 회전을 감쇠시키는 데 사용되었다.

4. 시험 발사

1982년 12월 21일, 캘리포니아주 에드워드 공군 기지에서 F-15A를 이용해 ASM-135의 포획 운반 시험 비행이 처음으로 실시되었다. 1984년 1월 21일에는 첫 번째 시험 발사가 성공적으로 이루어졌다.

1985년 8월 20일, 로널드 레이건 대통령은 위성 공격 시험을 승인했다. 이 시험은 미국 의회에 통보하기 위해 연기되었다. 목표물은 1979년 2월 24일에 발사된 궤도 태양 관측소인 솔윈드 P78-1이었다.

이후 추가 시험 발사가 몇 차례 진행되었다.

4.1. 솔윈드 P78-1 위성 요격 실험 (3단계)

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1985년 9월 13일, 윌버트 D. "더그" 피어슨 소령은 "셀레스티얼 이글" F-15A 76-0084기를 조종하여 반덴버그 공군 기지 서쪽 약 약 321.87km 지점에서 ASM-135 ASAT를 발사, 약 555.22km 고도의 솔윈드 P78-1 위성을 파괴했다. 발사 전 F-15는 마하 1.22로 비행하며 65도 각도로 줌 상승을 수행했고, 약 11612.88m 고도에서 ASM-135를 자동 발사했다. 약 13.61kg 무게의 MHV는 24000km/h의 속도로 약 907.18kg 무게의 솔윈드 P78-1 위성과 충돌했다.

미국 항공우주국(NASA)은 1985년 7월 미국 공군의 솔윈드 ASAT 시험 계획을 인지했다. NASA의 모델링 결과, 생성된 잔해가 1990년대까지 궤도에 남아있을 것으로 예측되어 NASA는 우주 정거장의 잔해 차폐 강화를 결정했다.

당초 미국 공군과 NASA는 ASAT 실험용 스카우트 발사 표적 차량 개발에 협력했고, NASA는 장기 잔해 생성을 막기 위한 시험 방법을 조언했으나, 의회의 제재가 시작되었다. 이에 국방부는 의회 금지령 발효 전 시험 완료를 위해 기존 솔윈드 위성을 표적으로 선정했다.

NASA는 국방부와 협력하여 2개의 궤도 잔해 망원경과 알래스카의 재진입 레이더로 시험 영향을 모니터링했다. NASA는 찢어진 금속 파편이 밝을 것이라 예상했지만, 실제로는 거의 감지되지 않을 정도로 어두웠다. 단 두 조각만 관측되었다. NASA 과학자들은 위성 내 유기 화합물이 탄화되면서 운동 에너지가 열에너지로 변환, 플라스틱이 증발해 금속 조각에 그을음으로 응축된 것을 원인으로 추정했다.

NASA의 적외선 망원경 관측 결과, 파편들은 태양열을 흡수해 가열된 상태였다. 이는 그을음으로 어둡다는 주장을 뒷받침했다. 파편들은 궤도에서 빠르게 붕괴했는데, 이는 면적 대 질량 비율이 크다는 것을 의미한다. 1998년 1월, 추적 가능했던 285개 파편 중 8개가 궤도에 남아있었고, 마지막 잔해(COSPAR 1979-017GX, SATCAT 16564)는 2004년 5월 9일 궤도를 이탈했다.

솔윈드 시험의 주요 결과는 다음과 같다.

* 작은 물체가 밝을 것이라는 기존 가정과 달리, 크고 어두운 물체일 가능성을 제시하여 궤도 잔해 감지 시스템 보정에 영향을 주었다.
* 초고속 충돌의 특성적 특징을 찾는 기준 이벤트를 생성했다.
* 궤도 잔해 문제에 대한 인식을 높였다.

솔윈드 ASAT 시험은 계획된 미국 우주 정거장에 큰 영향을 주지 않았고, 정거장 완공은 1990년대 중반 이후로 연기되었다. 1989-1991년 태양 극대기의 높은 태양 활동은 대기를 가열, 팽창시켜 솔윈드 잔해 붕괴를 가속화했다.

5. 운용 역사

미국 공군은 ASM-135를 운용하기 위해 워싱턴주 맥코드 공군 기지에 주둔한 제318 전투요격비행대대와 버지니아주 랭글리 공군 기지에 주둔한 제48 전투요격비행대대에서 20대의 F-15A 전투기를 대위성 임무에 맞게 개조할 예정이었다. 두 비행대대 모두 1988년 프로젝트가 취소될 당시 ASM-135를 지원하도록 기체를 개조했다. 미 공군은 112기의 ASM-135 미사일로 작전 부대를 배치할 계획이었다.

ASM-135의 배치는 대위성 무기의 전략적 필요성에 대한 미국의 정책 논쟁과 소련과의 대위성 무기 군비 통제 가능성에 핵심이 되었다. 1983년부터 의회는 ASM-135 프로그램에 다양한 제한을 두었고, 1985년 12월에는 우주 내 표적에 대한 ASM-135 시험을 금지했다. 이 결정은 공군이 다음 테스트를 위해 두 개의 표적 위성, USA 13과 USA 14를 궤도에 올린 지 하루 만에 내려졌다. 공군은 1986년에도 ASAT 시스템을 계속 테스트했지만 우주 기반 표적을 사용하지 않음으로써 금지 조치의 범위를 지켰다.

같은 해 ASM-135 배치는 원래 추정치 500에서 5300로 추산되었다. 미 공군은 비용을 통제하기 위해 ASM-135 프로그램을 3분의 2로 축소했다. 또한 미 공군은 이 프로그램을 강력하게 지원하지 않았으며 1987년에 프로그램을 취소할 것을 제안했다. 1988년 로널드 레이건 행정부는 기술적 문제, 시험 지연, 상당한 비용 증가로 인해 ASM-135 프로그램을 취소했다.
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6. 파생형

* ASM-135 – 15기의 미사일이 생산되었다.
* CASM-135 – 탄두 모의장치와 불활성 모터를 장착한 ASM-135A의 탑재 운용 버전.

7. 운용 국가

미국 미국 공군

8. 남은 기체

ASM-135 미사일은 미국 국립 항공우주 박물관 부속 스티븐 F. Udvar-Hazy 센터(버지니아 주 챈틸리 소재)와 미국 공군 국립 박물관(오하이오 주 데이턴 라이트-패터슨 공군 기지 소재)에 전시되어 있다.