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수학으로 나라를 지킨다! 국방과학연구소
아무나 쉽게 들어갈 수 없는 국방과학연구소에 두 명의 독자기자가 방문했다. 입구에서 신분 조회를 하고 휴대전화 카메라에 촬영 방지용 스티커를 붙이는 순간, 이곳이 군사보호구역이라는 것이 실감났다.
국방과학연구소는 수천 명의 연구원들이 우리나라에 필요한 각종 첨단무기 개발을 위해 연구에 매진하고 있는 곳이다. 나라를 지키는 일은 무엇보다도 중요하기 때문에 국방과학연구소의 규모는 우리나라의 단일 연구소 중에서 가장 크다. 이뿐만 아니라, 각종 첨단무기의 핵심기술까지 보유하고 있어 연구 수준 면에서도 선진국과 어깨를 나란히 하고 있다.
독자기자들은 맨 먼저 국방과학관으로 향했다. 국방과학관은 국방과학연구소에서 개발된 각종 무기들이 전시되어 있는 곳이다. 이곳에는 현재 실전에서 활용되고 있는 각종 무기뿐만 아니라, 한국전쟁 이후부터 사용되었던 무기들이 전시되어 있어서 변천사를 한눈에 파악할 수 있었다.
과학관을 둘러보던 독자기자들은 먼저 K30 장갑차 축소모형 앞에서 멈춰섰다. 장갑차는 차체에 강철판을 덧씌운 전투용 차량을 의미한다. K30 장갑차는 국방과학연구소에서 자체 개발한 것으로, 레이더로 표적을 탐지하여 정확하게 목표물을 명중시킬 수 있다. 관람을 계속하던 독자기자들은 신기한 모습을 가진 무기 앞에서 발걸음을 멈췄다.
“이것은 ‘신궁’이라고 불리는 유도탄으로 주로 비행기를 격추시킬 때 사용해요. 최대 사거리 7km까지 마하★ 2.1의 속도로 날아간답니다. 적이 하늘에서 공격해 올 때는 신궁을 사용하여 방어할 수 있는 것이죠. 적 항공기에 근접하면 720개의 파편으로 쪼개져 공격하기 때문에 명중률이 90%에 달합니다.”
신궁처럼 레이더나 무선장치를 이용해 원하는 목표물로 정확히 향하도록 하는 무기를 ‘유도무기’라고 한다. 긴박한 전쟁 상황에서는 무엇보다도 공격의 정확도가 중요하기 때문에, 유도무기는 향후 전쟁의 성패를 좌우하는 핵심전력으로 평가 받고 있다.
마하★ 음속을 기준으로 물체의 속력을 결정하는 값이다. 마하 1은 공기 중에서의 음속인 시속 약 1,200km에 해당한다.
무기 만드는 데 수학이 필요하다고?
그렇다면 이런 유도무기 개발 기술에는 어떤 원리가 쓰이고 있을까? 두 독자기자는 신궁을 직접 개발한 수학 박사님을 찾아가 그 자세한 이야기를 들어보기로 했다.
“국방과학연구소에서 만들어지는 모든 무기들의 밑바탕에는 수학이 있다고 해도 과언이 아니에요. 무기 개발에서 가장 중요한 부분 중 하나가 바로 속도와 정확성이에요. 적당한 속도와 높은 정확도를 구현하기 위해 수학이 쓰이는 것이죠. 실제로 이렇게 산업에 응용되는 수학을 연구하는 일은 정말 흥미로워요. 이를 위해서는 학문으로서 수학을 꾸준하게 배워야 해요. 저도 수학을 전공하고 현재는 유도무기를 개발하는 데 수학을 활용하고 있답니다.”
이관욱 : 박사님! 유도탄에 대해 설명해 주세요. 미사일과 같은 건가요?
조권 박사 : 넓게 보면 유도탄은 로켓의 한 종류라고 말할 수 있어요. 하지만 로켓은 목표지점을 향해 한 방향으로만 날아가고, 유도탄의 경우에는 목표물을 쫓아 요격하기 때문에 약간 다르다고 할 수 있지요. 그렇다고 영화에서처럼 미꾸라지 같이 끊임없이 방향을 바꿔가면서 쫓아가는 유도탄을 떠올리면 곤란합니다. 아직까지 그런 유도탄은 존재하지 않으니까요.
구동완 : 유도탄에 수학이 어떻게 쓰이는지 자세히 알고 싶어요.
조권 박사 : 우선 유도탄은 뒤에서 쫓아가는 역할을 하기 때문에 표적보다도 빨라야 해요. 게다가 정확성도 갖춰야 하죠. 그렇다고 마냥 뒤에서 쫓아가기만 하면 안 되겠죠? 친구랑 뛰어 놀 때를 생각해 보세요. 친구가 뛰어가는 방향을 예측한 사람이 먼저 친구를 잡는답니다. 마찬가지로 유도탄도 목표물의 방향을 미리 예측해요. 이때 삼각형의 비례 원리라든가, 날아가는 궤적을 구하기 위해 방정식이 쓰이죠. 또한 매우 빠르게 날아가는 유도탄이 자세를 잡기 위해서는 앞으로 여러분이 고등학교에 가서 배우게 될 행렬을 이용한답니다. 그러니 수학이 없었다면 지금의 유도탄도 없었을 거예요.
이관욱 : 아무리 유도탄이라도 멀리서 쏘면 정확도가 떨어지지 않을까요?
조권 박사 : 처음 180km였던 사거리가 현재는 수백km까지 늘어났어요. 하지만 정확도가 떨어진다면 무용지물이나 다름 없습니다. 현재는 유도탄이 먼 길을 제대로 가기 위해 인공위성항법장치, 즉 GPS를 활용하고 있어요. GPS에도 수학의 원리가 들어가 있지요. 삼각함수를 이용하면, 유도탄의 현재 위치와 목표물의 위치가 좌표상의 수치로 변환되어 계속 비교해가면서 정확도를 높일 수 있어요.
구동완 : 신궁과 같이 무기의 이름은 어떻게 정해지나요?
조권 박사 : 초기에는 무기를 개발할 때 처음 쓰던 사업 이름을 그대로 쓰거나 대통령이 정해 주기도 했어요. 하지만 최근 들어서는 홈페이지를 통해 대국민 공모를 하는 경우가 늘어났습니다. 처음 개발한 유도탄 ‘백곰’은 눈을 맞으며 일하는 연구원들의 모습에서 따왔어요. ‘신궁’ 또한 백발백중을 기도하는 뜻에서 생긴 이름입니다. 현재 우리나라를 지키고 있는 지대지 유도탄★ ‘현무’는 ‘북방을 지키는 신’이라는 뜻이 담겨 있어요.
지대지 유도탄★ 땅이나 배 위에서 땅 위나 물 위의 목표를 향하여 발사하는 유도탄.
Σ 진로정보
나라를 지키는 국방과학연구원!
나라를 지키는 일에 앞장서는 직업을 갖고 싶다면? 많은 사람들은 직업 군인을 떠올린다. 하지만 이번 달에 찾아간 국방과학연구원도 나라를 지키기 위해서 꼭 필요한 직업이다. 군인이 필요한 장비와 무기 등을 개발하는 막중한 임무를 가지고 있기 때문이다.
그렇다면 국방과학연구원이 되기 위해서는 무엇을 준비해야 할까?
국방과학연구소에서 하는 일
국방과학연구소는 지상무기, 수중무기, 항공무기 등의 폭넓은 분야의 무기를 개발하고 있다. 지상무기의 경우 화력, 기동, 전차, 화생분야 등으로 나누어지며 사격통제 시스템과 방호력 기술 등을 포함한 10개의 연구실험실을 갖추고 있다. 수중무기의 경우 해군 전력구축의 핵심적 역할을 담당하고 있으며, 해양기술 분야 연구실험실과 해양실험장을 갖추고 있다. 이 외에도 국방과학연구소에서는 각종 무기체계에 필요한 초고주파, 탄두탄약, 추진기관, 국방소재 등 첨단 핵심 기술을 연구하고 있다.
적성 및 흥미
■ 수학, 물리, 화학과 같은 자연과학에 대한 흥미와 소질을 가지고 있어야 하며, 새로운 것에 대한 탐구정신과 호기심이 필요하다. 또한 창의성과 문제해결을 위한 논리적 사고, 분석력, 그리고 정확한 판단력이 요구된다.
■ 실험실에서 장시간 실험하고 분석할 수 있는 체력과 끈기, 인내심이 있어야 한다. 또한 연구 보고서와 논문을 작성할 수 있는 논리적 언어 표현 능력과 문서 작성 능력이 요구된다.
■ 탐구적이고 현실적인 사람에게 적합하며, 분석적이고 독립적인 성격을 가진 사람들에게 유리하다.
★관련 학과
국방과학연구원이 되려면 이공계 석사 이상의 학력을 보유해야 한다. 특히, 전기/전자, 기계/항공, 전산/컴퓨터 등의 전공을 우대한다.
특전으로 전문연구요원 편입 혜택이 주어진다. 전문연구요원이란 이공계 석사학위 이상자 중 군미필자에 대한 병역특례 혜택으로, 연구소에서 3년 근무한 것을 병역으로 대체하는 제도다.
