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HGM-25A 타이탄 I

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목차

1. 개요

HGM-25A 타이탄 I은 마틴 마리에타가 개발한 미국의 최초 다단계 대륙간 탄도 미사일(ICBM)로, 지하 사일로에 배치되었다. 1959년부터 1965년까지 실전 배치되어 냉전 초기 미국의 핵 억지력 강화에 기여했으며, 액체 산소와 케로신을 사용했다. 미국 최초로 지하 사일로에서 핫 런치 방식으로 발사되었지만, 잦은 기술적 문제와 후속 고체 연료 ICBM의 등장으로 인해 비교적 짧은 기간 운용된 후 퇴역했다.

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HGM-25A 타이탄 I
미사일 정보
케이프커내버럴에서 발사되는 타이탄 I
종류ICBM
기능해당 없음
제작사마틴 마리에타
사용 국가미국 공군
개발해당 없음
생산 기간해당 없음
첫 발사1959년
도입1959년-1965년
생산 대수해당 없음
대당 가격 (1962년)1561.8만 미국 달러
이전 모델해당 없음
이후 모델해당 없음
엔진해당 없음
추진 방식액체 연료 (RP-1/액체 산소)
발사 중량105,140 kg (231,790 lb)
길이31 m (102 ft)
직경3.05 m (10.0 ft)
날개폭해당 없음
속력마하 23 (29,030 kph)
사거리11,300 km (7,000 마일)
상승 한계해당 없음
비행 고도해당 없음
탄두W49 열핵탄두
유도 방식INS
신관해당 없음
발사대지하 사일로
위력1,440 KT
정확도2.02 km
기타해당 없음
일반 정보
종류ICBM
제조사글렌 L. 마틴 컴퍼니
원산지미국
배치 년도1962년
비용150만 달러
높이31 m
직경3.05 m
질량105,140 kg
단계2
LEO 페이로드1,800 (위성 발사에 사용되지 않음)
상태퇴역
발사 장소케이프커내버럴 LC-15
LC-16
LC-19
LC-20
반덴버그 공군 기지 OSTF SLTF LC-395
첫 발사1959년 2월 6일
마지막 발사1965년 3월 5일
발사 횟수70회
성공 횟수53회
실패 횟수17회
1단
엔진2개의 LR-87
추력1,900 kN (430,000 lbf)
비추력290초
연소 시간140초
연료RP-1/액체 산소
2단
엔진1개의 LR-91
추력356 kN (80,000 lbf)
비추력308초
연소 시간155초
연료RP-1/액체 산소

2. 역사

마틴 마리에타가 개발한 타이탄 I은 미국 최초의 ICBM인 SM-65 아틀라스와 마찬가지로 극저온 액체산소와 상온 등유를 사용했다. 타이탄 (로켓)의 최초 모델이었으나, 이후 모델들은 상온 하이드라진을 사용했다.

1959년부터 1965년까지 실전 배치되었으며, 1961년에는 미국 최초로 지하 사일로에서 핫 런치 방식으로 발사되었다. 사일로는 400m 간격으로 건설되었다. 대통령의 발사 명령 후 연료를 주입하여 지하 사일로에서 발사하는 방식이었으며, 초기에는 지하 사일로에서 엘리베이터로 지상으로 올려 발사하기도 했다. 연료 주입 시간은 15분, 명령부터 발사까지는 대략 20분이 소요되었다.

1955년 1월, 핵무기 소형화로 인해 과학 자문 위원회의 권고에 따라 타이탄 I 프로그램이 시작되었다.[1] 미국 공군 군수 사령부는 2단 타이탄 I ICBM에 대한 제안과 입찰을 요청했고, 같은 해 9월에 마틴 회사가 계약자로 지정되었다. 타이탄은 아틀라스와 병행 개발되었으며, 더 큰 잠재력을 가진 백업 역할을 했다.[3] 초기에는 폭격기(B-68)로 지정되었으나,[6] 나중에 SM-68 타이탄을 거쳐 1962년에 HGM-25A로 최종 명명되었다.

2. 1. 개발 배경

1950년대 초, 핵무기 소형화 기술이 발전하면서 대륙간 탄도 미사일(ICBM) 개발이 가능해졌다. 1955년, 과학 자문 위원회는 소련의 기습 공격에 대한 취약성을 극복하기 위해 새로운 대륙간 탄도 미사일 개발을 제안했다.[1] 이러한 배경에서 타이탄 I 프로그램이 시작되었다.

타이탄 I은 SM-65 아틀라스 ICBM과 병행하여 개발되었는데, 이는 아틀라스 개발의 기술적 문제 발생 시 대체 수단이자, 더 큰 잠재력을 가진 백업 역할을 수행하기 위함이었다.[3] 1955년 9월, 마틴 회사가 타이탄 미사일의 계약자로 지정되었다.[2]

타이탄 I은 초기에는 폭격기(B-68)로 지정되었으나,[6] 나중에 SM-68 타이탄을 거쳐 최종적으로 1962년에 HGM-25A로 명명되었다.

공군은 이전의 전략 미사일 프로그램에서 "단일 주 계약자 개념"을 사용했는데, 이로 인해 스나크, 나바호, 래스칼 미사일 프로그램 등에서 심각한 지연과 초과 지출이 발생했다.[8] 이에 티팟 위원회는 탄도 미사일 개발 가속화 방안을 평가했고, 그 결과 공군은 서부 개발 부서를 설립하고 버나드 슈리버 준장을 지휘관으로 임명하여 프로그램 관리를 위한 새로운 조직을 구성했다.[9] 공군은 "주 계약자" 역할을, 라모-울드리지 회사는 시스템 엔지니어링 및 기술 지침을 제공하도록 계약했다.[9]

타이탄 I은 액체 산소 산화제를 사용했기 때문에 장기간 보관이 어려워 반응 시간이 길었다. 그러나 완전 지하 사일로에 수직 보관하고 개선된 완전 내부 관성 유도 시스템을 갖춘 것은 초기 아틀라스 배치에 비해 주요 개선 사항이었다.[11]

2. 2. 개발 과정

1955년 9월, 마틴 회사(이후 마틴 마리에타)가 타이탄 미사일 개발 계약자로 선정되었다. 마틴은 고고도에서 액체 연료 엔진을 점화하는 기술력을 인정받았다.[5] 타이탄 I은 처음에는 폭격기로 지정되어 B-68로 불렸으나,[6] 이후 SM-68 타이탄을 거쳐 최종적으로 1962년에 HGM-25A로 명칭이 변경되었다.

미국 공군은 이전의 전략 미사일 프로그램에서 '단일 주 계약자 개념'으로 인해 발생한 문제점들을 해결하고자 새로운 프로그램 관리 방식을 도입했다.[7] 스나크, 나바호, 래스칼 미사일 프로그램은 평균 5년 지연되었고 300% 이상의 초과 지출이 발생했다.[8] 이에 따라 공군은 라모-울드리지 회사(Ramo-Woolridge Corporation)와 협력하여 시스템 엔지니어링 및 기술 지침을 제공하도록 했다.[9]

타이탄 I은 아틀라스 미사일에 비해 여러 기술적 진보를 이루었다. 특히, 벨 연구소의 무선 관성 유도 시스템을 채택하여[12][13] 완전 지하 사일로에 수직 보관하고, 개선된 내부 관성 유도 시스템을 갖추었다.[11]

2. 3. 예산 문제와 스푸트니크 쇼크

타이탄(Titan) 프로그램은 개발 초기 예산 문제로 어려움을 겪었다. 1956년 12월, 일부에서는 타이탄을 "국가 탄도 미사일 전력의 주요 구성 요소"로 평가했지만,[14] 다른 한편에서는 프로그램의 중복성을 지적하며 취소를 주장했다.[15] 타이탄이 아틀라스보다 더 뛰어난 성능과 성장 잠재력을 제공한다는 반론에도 불구하고,[15] 예산 압박은 계속되었다. 1957년 여름, 국방부 장관 윌슨(Wilson)은 타이탄 생산량을 줄여 연구 개발 프로그램으로만 유지하려 했다.[16]

그러나 1957년 10월 5일, 소련의 스푸트니크 쇼크는 상황을 완전히 바꾸었다. 이 사건으로 미국은 소련의 우주 기술력에 대한 위협을 느끼고, 타이탄 프로그램의 우선순위를 회복했다. 1958년에는 자금 지원이 증가하고 추가 타이탄 비행대 계획이 발표되면서 프로그램은 다시 활기를 찾았다.[17]

2. 4. 비행 시험 및 문제점

타이탄 I 비행 시험은 1단계만 사용한 시리즈 I, 취소된 시리즈 II, 그리고 미사일 전체를 사용한 시리즈 III로 구성되었다.[18] 총 62기의 비행 시험용 미사일이 제작되었고, 이 중 49기가 발사되었으며 2기가 폭발했다. 미사일은 플로리다의 케ープ커내버럴 우주군 기지 발사 단지 LC15, LC16, LC19, LC20에서 시험 및 발사되었다.[19][18][20]

최초의 성공적인 발사는 1959년 2월 5일 타이탄 I A3에서 이루어졌으며, 마지막 시험 비행은 1962년 1월 29일 타이탄 I M7에서 이루어졌다.[18]

4기의 A형 미사일 발사는 모두 1959년에 이루어졌으며, 2월 6일, 2월 25일, 4월 3일, 5월 4일에 수행되었다. 유도 시스템과 단계 분리는 모두 잘 작동했으며, 공기역학적 항력은 예상보다 낮았다.[21] 그러나 이후 연이은 실패가 발생했다.

연도미사일발사 기지결과원인
1959년 5월B-4마틴 마리에타 덴버 시험대폭발정적 점화 중 액체 산소 (LOX) 펌프 고장[21]
1959년 8월B-5LC-19폭발약 3미터 상승한 후 엔진 정지, 홀드다운 볼트 조기 해제[21]
1959년 12월 10일C-3발사 중단엄빌리컬 코드 분리 실패[22]
1959년 12월 12일C-3LC-16폭발1단계 사거리 안전 파괴 폭탄 의도치 않은 작동[22]
1960년 2월 2일B-7A성공타이탄 첫 번째 성공적인 비행[22]
1960년 2월 5일C-4실패T+52초에 유도 구획 붕괴[22]
1960년 2월 24일G-4성공
1960년 3월 8일C-1실패2단계 밸브 고착으로 점화 실패[24]
1960년 4월 28일C-6성공
1960년 7월 1일J-2LC-20실패유압 라인 파손, T+11초에 파괴[25][26]
1960년 7월J-4실패조기 1단계 정지[25]
1960년 10월 24일J-6성공9,800킬로미터 비행 기록[25]
1960년 12월V-2캘리포니아 반덴버그 우주군 기지폭발비행 준비 시험 중 사일로 엘리베이터 붕괴[28][29][30]
1961년 1월 20일AJ-10LC-19실패2단계 전기 단락[20][31]
1961년 3월AJ-12, AJ-15실패터보펌프 문제[20][31]
M-1실패2단계 유압 펌프 고장[20][31]
SM-2실패조기 1단계 정지[20][31]
M-6실패2단계 전기 릴레이 오작동[20][31]
1962년 1월 21일SM-4실패2단계 유압 액추에이터 전기 단락, T+98초에 짐벌링[31]
1963년 5월 1일V-4실패가스 발생기 밸브 고착, 발사 시 엔진 추력 손실[32][33]



1959-60년의 잇따른 실패는 공군으로부터 마틴 마리에타가 타이탄 프로젝트를 심각하게 받아들이지 않고 있다는 불만을 초래했다.[22][27]

타이탄 I 미사일이 1960년 반덴버그 작전 시스템 시험 시설에서 사일로에서 등장한다.


타이탄 I의 초기 문제는 대부분 1961년까지 해결되었지만, 더 크고 강력하며 저장 가능한 과산화물 추진제를 사용하는 타이탄 II에 의해 이미 가려졌다.[34]

2. 5. 실전 배치 및 퇴역

1962년부터 미국 본토 미국 중서부에서 서부에 걸쳐 있는 미국 공군 기지에 배치되기 시작했다. 5개 공군 기지의 6개 전략 미사일 중대가 운용을 담당했다. 각 전략 미사일 중대는 9기의 미사일을 보유했으며, 총 54기의 미사일이 사일로에 배치되었다.[61] 타이탄 I은 지하 사일로에 배치된 최초의 ICBM이었으며, 발사 전 연료 주입과 엘리베이터를 이용한 지상 이동 등의 과정을 거쳐 발사되었다.

연료 저장 및 사일로 내 발사 등, 즉응성이 뛰어난 타이탄 II와 미니트맨 I이 배치됨에 따라, 1965년에 타이탄 I은 퇴역했다.[80][81] 퇴역한 타이탄 I 미사일 중 일부는 박물관 등에 정적 전시물로 활용되었다.

타이탄 I 미사일은 다음 5개 기지에서 운용되었다.

기지전략 미사일 중대위치운용 기간
라슨 공군 기지제568 전략 미사일 대대워싱턴1961년 4월 – 1965년 3월
마운틴 홈 공군 기지제569 전략 미사일 대대아이다호1961년 6월 – 1965년 3월
로우리 공군 기지제724 전략 미사일 대대콜로라도1961년 4월 – 1965년 6월
로우리 공군 기지제725 전략 미사일 대대콜로라도1961년 4월 – 1965년 6월
엘스워스 공군 기지제850 전략 미사일 대대사우스다코타1960년 6월 – 1965년 3월
베일 공군 기지제851 전략 미사일 대대캘리포니아1961년 2월 – 1965년 3월


3. 기술적 특징

마틴 마리에타가 개발한 HGM-25A 타이탄 I은 미국 최초의 대륙간 탄도 미사일(ICBM)인 SM-65 아틀라스와 마찬가지로, 극저온 액체산소와 상온 등유를 로켓 추진제 1(RP-1)으로 사용한다. 타이탄 (로켓)의 최초 모델이며, 이후 모델들은 모두 극저온 액체산소가 아니라 상온 하이드라진을 사용했다.[36]

1959년부터 1965년까지 실전 배치되었으며, 1961년 미국 최초로 지하 사일로에서 핫 런치 방식으로 발사되었다. 사일로는 400m 간격으로 떨어져 건설되었다. 대통령이 발사 명령을 내리면 연료를 주입하여 지하 사일로에서 발사했는데, 초기에는 지하 사일로에서 엘리베이터로 지상으로 올린 다음 지상에서 발사하는 방식도 사용되었다. 등유와 액체산소의 연료 주입 시간은 15분이었으며, 명령부터 발사까지 대략 20분이 걸렸다.[36]

타이탄 I은 W38 열핵탄두를 탑재했으며, 3.75 메가톤의 위력을 가졌다. 탄두는 공중 폭발 또는 접촉 폭발을 위해 퓨즈 처리되었다. Mk 4 재진입 비행체는 마일라 풍선 형태의 관통 보조 장치를 배치하여 레이더 신호를 복제했다.[48]

타이탄 I은 아틀라스 미사일과 병행 개발되었으며, 아틀라스 개발의 보험으로 1955년 1월부터 개발이 시작되었다. 초기 부호는 XB-68이었고, 이후 SM-68을 거쳐 HGM-25A로 변경되었다. 첫 비행은 1959년 2월 6일이었다.

3. 1. 구조 및 엔진

글렌 L. 마틴 컴퍼니(1957년에 마틴사로 변경)에서 제작한 타이탄 I은 2단 액체 연료 탄도 미사일이다. 1단은 Aerojet LR87-3 엔진 2기를 사용해 1,330 kN의 추력을 냈고, 2단은 Aerojet LR91-3 엔진 1기를 사용해 356 kN의 추력을 냈다. 추진제로는 액체 산소(LOX)와 등유(RP-1)를 사용했다.[36]

아틀라스와 달리, 타이탄 I은 2단 엔진의 고고도 점화 신뢰성을 확보하여 진정한 다단계 설계를 구현했다. 1단계는 무거운 연료 탱크와 엔진 외에도 발사 인터페이스 장비와 발사대 추력 링을 포함했는데, 1단계가 추진제를 모두 소모하면 이를 버려 질량을 줄였다. 이 덕분에 타이탄 I은 아틀라스보다 총 연료 탑재량이 더 많음에도 불구하고 더 큰 총 사거리(9,800km)와 2단계 연료 파운드당 더 큰 사거리를 가졌다.[46]

타이탄 I의 주요 제원 및 엔진 정보는 다음과 같다.

구분내용
전장31m
중량105.14t
1단 전장16.0m
1단 동체 직경3.1m
1단 엔진Aerojet LR-87-3 로켓 엔진 2기
1단 분사 시간138초
2단 전장9.8m
2단 동체 직경2.3m
2단 엔진Aerojet LR-91-3 로켓 엔진 1기
2단 분사 시간225초


3. 2. 유도 시스템

벨 연구소에서 개발한 무선 관성 유도 시스템이 타이탄 I에 사용되었다.[12][13] 지상 유도 레이더 AN/GRW-5는 미사일에 있는 송신기를 추적했다. 유도 레이더는 미사일 위치 데이터를 발사 통제 센터의 AN/GSK-1(UNIVAC 아테나) 미사일 유도 컴퓨터에 제공했다.[40][41] 유도 컴퓨터는 이 추적 데이터를 사용하여 유도 레이더를 통해 미사일에 전송되는 지침을 생성했다. 유도 레이더와 유도 컴퓨터 간의 유도 입력/출력은 초당 10번 발생했다.[42]

유도 명령은 1단계 연소, 2단계 연소 및 버니어 연소 동안 계속 작동하여 미사일이 올바른 궤도에 있는지 확인하고, 원하는 속도에서 버니어 연소를 종료했다. 유도 시스템의 마지막 임무는 미사일이 올바른 궤도에 있는지 확인하고 탄두를 미리 장착하여 2단계와 분리하는 것이었다.[43] 한 사이트에서 유도 시스템에 고장이 발생하면, 다른 사이트의 유도 시스템을 사용하여 고장난 사이트의 미사일을 유도할 수 있었다.[44]

UNIVAC 아테나 컴퓨터는 지상 유도를 위해 타이탄 미사일에 전송할 지상 명령을 계산했으며, 이는 웨스턴 일렉트릭 미사일 유도 시스템의 일부였다. 아테나는 "대량 생산된 최초의 트랜지스터 디지털 컴퓨터"였다.[50][51] 1957년에 완성된 아테나는 약 9525.43kg의 무게였다.[50][51]

아테나 컴퓨터는 스페리 랜드사의 세이무어 크레이가 설계한 별도의 데이터 및 명령어 메모리를 가진 하버드 아키텍처 설계를 사용했으며, 그 비용은 약 180만달러였다.[52]

이 컴퓨터와 함께 사용된 장비는 다음과 같다.

장비명설명
AN/GSK-1 컴퓨터 세트 콘솔 (OA-2654)[53]컴퓨터 콘솔
프리덴사(Friden, Inc.) 터미널 및 천공 테이프 장비데이터 입출력 장치
440볼트 3상 AC 입력의 대형 모터 제너레이터 세트[54]전원 공급 장치 (원격 위치 설치)
2개의 대형 AN/GRW-5 웨스턴 일렉트릭 레이더[55][56]사일로에 설치, 발사 전 세워져 타이탄의 "미사일 탑재 안테나"에 고정되는 20m 높이의 안테나를 가짐



"배틀쇼트" 모드 ("고장 전 융해")는 미사일 발사 중에 퓨즈와 같은 페일세이프 회로가 기계를 비활성화하는 것을 방지했다.[57] 마지막 아테나 제어 발사는 1972년 캘리포니아 반덴버그 공군 기지에서 발사된 토르-아제나 미사일이었으며, 아테나를 사용한 400번 이상의 미사일 비행 중 마지막이었다.[58][59]

3. 3. 사일로 배치

타이탄 I은 지하 사일로에 배치되도록 설계된 최초의 ICBM이었다. 각 미사일 단지는 출입 포털, 통제 센터, 발전소, 단자실, ATHENA 유도 레이더 안테나용 안테나 사일로 2개, 그리고 각각 3개의 장비 단자, 3개의 추진제 단자, 3개의 미사일 사일로로 구성된 발사대 3개로 구성되었다. 이 모든 것은 광범위한 터널 네트워크로 연결되었다.[66] 안테나 단자와 세 개의 발사대는 모두 이중 문 폭발 잠금 장치로 격리되었으며, 동시에 문을 열 수 없었다. 이는 미사일 발사대에서 폭발이 발생하거나 기지가 공격을 받을 경우 노출된 안테나 및/또는 미사일 사일로만 손상되도록 하기 위한 것이었다.[67]

발사 승무원은 미사일 전투 승무원 지휘관, 미사일 발사 장교(MLO), 유도 전자 장교(GEO), 탄도 미사일 분석 기술자(BMAT) 및 2명의 전기 전력 생산 기술자(EPPT)로 구성되었다.[68] 또한 요리사 1명과 공군 헌병 2명이 있었다.[69]

이러한 초기 단지는 인근 핵 폭발로부터 안전했지만 몇 가지 단점이 있었다. 첫째, 미사일에 연료를 공급하는 데 약 15분이 걸렸고, 그 후 한 번에 하나씩 엘리베이터를 사용하여 발사 및 유도를 위해 지상으로 올려야 했기 때문에 반응 시간이 느려졌다. 타이탄 단지는 인근 핵 폭발을 견딜 수 있도록 설계되었지만 발사 및 유도를 위해 확장된 안테나와 미사일은 비교적 멀리 떨어진 미사일 공격에도 매우 취약했다.[70]

안테나 사일로와 가장 멀리 떨어진 미사일 사일로 사이의 거리는 1,000~약 396.24m였다. 이들은 미 공군이 배치한 가장 복잡하고 광범위하며 비용이 많이 드는 미사일 발사 시설이었다.[74][75][76] 각 발사 전에, 정확히 알려진 거리와 방위를 가진 특수 표적을 획득하여 주기적으로 보정되는 유도 레이더[77]는 미사일의 라디오(미사일 유도 세트 AN/DRW-18, AN/DRW-19, AN/DRW-20, AN/DRW-21 또는 AN/DRW-22)를 획득해야 했다.[78][79] 미사일이 발사되면 유도 레이더는 미사일을 추적하고 유도 컴퓨터에 정확한 속도, 거리 및 방위각 데이터를 제공한 다음 미사일로 전송되는 유도 보정을 생성했다. 이 때문에 단지는 한 번에 하나의 미사일만 발사하고 추적할 수 있었지만, 첫 번째 미사일을 유도하는 동안 다른 미사일을 들어 올릴 수 있었다.

4. 결론 및 평가

타이탄 I은 미국 최초의 다단계 대륙간 탄도 미사일(ICBM)이자 지하 미사일 사일로 배치 ICBM으로서, 냉전 초기 미국의 핵 억지력 강화에 중요한 역할을 수행했다. 마틴 마리에타가 개발했으며, 1959년부터 1965년까지 실전 배치되었다.[1]

글렌 L. 마틴 컴퍼니(1957년에 마틴사로 변경)에 의해 생산된 타이탄 I은 액체 연료 로켓 엔진을 사용한 2단식 미사일이며, 타이탄 시리즈에서 유일하게 산화제로 액체 산소, 연료로 케로신(RP-1)을 사용했다. 1단은 약 136077.60kg의 추력을, 2단은 약 36287.36kg의 추력을 발생시켰다.[1]

그러나 연료 주입에 시간이 오래 걸리고(약 15분), 발사 전 지상에 노출되는 등 즉응성과 생존성에 문제가 있었다. 또한, 관성 유도 시스템이 없어 외부 무선 유도에 의존해야 했기 때문에 한 번에 한 발씩밖에 발사할 수 없었다.[1]

이러한 문제점들과 더불어, W38핵탄두를 탑재한 Mk.4 재돌입체가 사용된 단탄두 미사일이라는 점, 그리고 후속 모델인 타이탄 II가 등장하면서 타이탄 I은 비교적 짧은 기간 동안만 운용되고 퇴역했다. 하지만 타이탄 I의 개발 경험과 기술은 이후 미국의 우주 개발 및 미사일 기술 발전에 기여했다.[1]

타이탄 I은 아틀라스 미사일 개발의 보험으로 1955년 1월부터 개발이 시작되었으며, 초기 부호는 XB-68이었다. 이후 SM-68을 거쳐 HGM-25A로 변경되었다. 첫 비행은 1959년 2월 6일이었다.[1]

2단 엔진의 신뢰성이 충분했기 때문에 1단을 분리한 후에 점화하는, 최초의 진정한 다단식(2단식) 설계 덕분에 타이탄 I은 아틀라스보다 더 먼 거리를 비행할 수 있었다.[1]

그러나 타이탄 I을 위시한 냉전 시대 핵무기 경쟁은 한반도의 군사적 긴장을 높이고, 북한의 핵 개발을 자극하는 요인으로 작용했다는 비판도 존재한다.

참조

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