1. 조사단 편성 및 활동
천안함 사건이 일어나고 한달뒤 국방부는 3월 31일 82명으로 민, 군 합동 조사단을 편성해, 천안함 침몰사건 원인조사에 착수합니다. 4월 12일에는 외국인 24명을 추가로 편성하고 대신 한국인을 49명으로 줄여 총73명으로 재편성합니다. 그 대신 98명의 지원요원을 별도로 편성해, 민,군 합동조사단의 활동을 돕도록 했습니다.
민군 합동조사단은 3월 31일부터 6월 30일까지 총 92일간 운용되었으며 기간중, 4차례(04.07, 04.16, 04,25,05.20)의 공식적인 조사활동 발표가 있었으며, 6월 14일에는 UN안전보장이사회에 참석해 조사결과를 발표했습니다. 합동조사단의 조사는 과학적이고 객관적인 정밀조사를 통해 침몰원인을 명확히 규명하는데 그 목적을 두었습니다.
세부편성 및 운영중점은 다음과 같습니다.
1. 조사과정의 투명성 및 신뢰성 제고를 위해, 민간과 군 공동으로 조사단을 편성한다.
2. 미국등 각국의 전문가 참여로 국제적인 공신력을 확보한다.
3. 함체 인양 전과 후로 구분해 단계적으로 조사한다.
4. 과학적이고 체계적인 조사활동으로 침몰 원인을 규명한다.
민군 합동 조사단 편성은 다음과 같습니다.
2. 분과별 활동
과학수사분과는 국방부 조사본부, 육군수사단, 국립과학수사연구소, 국방홍보원 등의 국내전문가 14명과 외국전문가 11명을 포함해 총 25명으로 편성되고, 3분야는 사진영상분석팀, 증거물채증팀, 증거물분석팀, 시체검안,부검팀 등 4개의 팀으로 구분해 활동했습니다.
각 팀은 한미 인양전까지 생존자 58명의 진술을 4차례에 걸쳐 청취했습니다.
이를 기초로 침몰 전 함정 내부의 개인별 위치를 식별한 후 세부 배치도를 만들었습니다.
이어, 위치별로 개인별 부상 및 충격상태를 확인해 사건원인 규명을 위한 기초자료로 활용했습니다.
또한 4월 2일부터 5일까지 열영상관측장비(TOD)의 녹화영상(DVR)을 시간대별로 검토하고 이어 천안함 승조원 104명중 휴대전화 미소지자 8명을 제외한 96명의 대해 3월 26일 17시부터 24싸지 휴대전화 통화사실을 확인해, 사건직전까지 천안함이 정상임무를 수행하고 있었고, "사건이 21시 22에 발생했다" 라는 사실을 밝혀내었습니다.
사진 영상분석팀은 함체가 수면으로 인양될 때부터 전 과정을 촬영하고, 현쟁채증팀과 함께 절단면, 내외부 흔적 등의 증거사진을 촬영했으며, 이어 함체의 형상 및 흔적을 분석해 비폭발요인, 내 외부 폭발요인등의 침몰요인을 판단했습니다. 또한 천안함 내부에 설치된 영상카메라의 의해 촬영된 영상자료를 정밀 분석했습니다.
증거물 채증팀은 크게 해역수거물, 함수,함미에서 채택된 증거물, 해저 수거물등 3가지를 구분해 분석했스니다. 그중 파편으로 의심되는 금속조각, 폭약성분이 흡착될 가능성이 있는 물질 등 금속성분 및 폭약성분 검출에 필요한 증거물을 중점적으로 채택했습니다.
증거물분석팀은 증거물의 위치와 특성을 고려해 우선순위를 정한후 증거물을 분석했습니다. 화학분석의 경우 액체크로타토그래피-질량분석법(LC-MS : Liquid Chromatography-Mass Spectrometry 이온 교환, 고속액체화등 다양한 방법을 통해 기체를 제외한 물질들을 분리한후 질량분석기를 통해 성분을 확인하는 분석법)을 통해 폭약의 성분을 검출했습니다. 물리분석의 경우 대조물의 의한 비교분석을 위해 북한의 시험용 어뢰시편 3점, 천안함의 함체부위별 재질과 폭발부위인 가스터빈실 부품별 성분비 등을 확인했습니다.
이어 채택된 금속조각에 대해 '주사 전자현미경 에너지 분산형 X선 분석법' (대상 시료에 전자를 주사후 방출되는 전자의 파장을 분석, 그 결과물을 형상으로 만들어서 분석하는 방법 시료에 함유된 원소성분과 함량을 측정한다)통해 채취된 금속의 재질을 분석했습니다. 확보된 시편성분과 비교해 관련성이 없는 금속은 배제하고, 어뢰에 사용되는 알루미늄 및 알루미늄합금 성분으로 판단되는 금속은 계속적으로 검토, 분석했습니다.
시체검안, 부검팀은 민군 법의학요원이 합동으로 바지선 및 독도함에 위치해 시신의 상태를 확인하고 수숩을 진행하였습니다. 그 과정에서 신원을 확인하고 시신검안을 통해 사인을 규명하면서 침몰원인과 상관관계를 분석했습니다.
2) 함정구조, 관리분과
함정구조 관리분과는 합참, 해군본부, 방위사업청, 학계(울산, 충남대), 조선소(현대중공업, 삼성중공업),
연구소(국방과학연구소 ADD 한국기계연구원, 한국선급)등 국내 전문가 12명과 외국 전문가 10명을 포함해 총 22명의 조사요원과 지원요원3명으로 편성되었습니다. 세부분야는 함체 기본강도해석, 수중폭발, 함체충격해석, 함정의 안정성, 함정관리 등 4개분야로 구분해 활동했습니다.
함체 기본강도 해석분야는 최신 구조해석기법을 활용해 25~30년간 함정을 운용하는 기간중에 발생할수 있는 극한 해상상태(파고 10.06m)에서 천안함의 함체구조강도와 안정성을 분석했습니다.
수중폭발 함체충격해석 분야는 수중폭발해석에 앞서 국방기술품질원의 전문인력 및 계측기를 활용해 함수 , 함미의 함체파손 및 변형상태를 정밀 계측, 분석했습니다. 폭발유형(폭발크기, 폭발위치)을 판단할수 있도록 함체구조에 대한 1차원 휘핑(선박이 거친바다 위를 항해할때 슬래밍, 청수 등 물결 또는 파도의 충격으로 발생하는 함체의 과도한 상하진동을 말한다) 해석을 도입했고, 이어 폭발유형분석분과에서는 도출한 폭발유형을 적용한 '3차원 수중폭발 함체충격해석'을 통해 천안함의 파괴경위를 공학적 시뮬레이션으로 구현했습니다.
함정의 안정성 분야에서는 천안함의 복원성 설계기준과 복원성능을 분석했습니다. 이 과정을 통해 천안함이 손상되지 않은 정상상태에서는 복원성에 문제가 없음을 확인했습니다. 이어 함체가 절단된후 함수, 함미에 대한 각각의 복원성을 분석했습니다.
함정관리분야는 천안함의 정비내역과 함체의 손상상태를 근거로 분석했습니다. 그 과정을 통해 함체 노후화로 인한 피로파괴(어떤물체에 반복해서 힘을 가하는 동안 하나 또는 여러개의 균열이 발생해 절단되거나 절단까지 이를수 있는 파손형태) 좌초, 충돌 등 비폭발원인의 의한 침몰 가능성을 분석했습니다.
3) 폭발유형분석분과
폭발유형분석분과는 합참, 국방과학연구소, 민간전문가 등 국내전문가 12명과 외국 전문가 2명등 총 14명으로 편성되었습니다. 세부분야는 어뢰, 기뢰, 유체분석, 기타 폭발물등 4개 분야로 구분해 활동했습니다.
침몰 원인 분석을 위해 함체 인양전에는 탄약고 또는 연료탱크폭발, 디젤엔진 및 가스터빈 등의 내부폭발 가능성을 정밀 분석했습니다. 함체 인양 후에는 순항미사일 및 탄도미사일에 의한 수면 또는 수상폭발 가능성 어뢰 또는 기뢰, 육상조종기뢰에 의한 수중폭발 가능성 및 기타 급조폭발물에 의한 침몰가능성을 분석했습니다. 아울러 현장 확인, 조사를 병행해 침몰원인을 분석했습니다.
그 과정을 통해 사용가능 무기체계를 어뢰와 기뢰로 압축했으며, 인양된 함체의 절단면과 흡착물질 분석, 함체절단 시뮬레이션 등의 과학적 조사를 통해 비접촉 수중폭발에 의해 천안함이 침몰되었다는 사실을 밝혔습니다.
4) 정보분석분과
정보분석분과는 정보본부, 국립해양조사원과 한국해양연구원 국내연구자등 4명의 조사요원과 12명의 지원요원으로 편성되었습니다. 세부분야는 해양환경분석, 북한도발형태분석, 기술정보분석, TOD 영상분석 등 4개분야로 구분해 활동했습니다.
침몰원인 분석을 위해 정보분석분과는 먼저 백령도 근해의 해저장애물(암초) 및 조류의 특징을 분석했습니다. 해저지형을 순차적으로 검증했으며, 조류는 군의 작전용 조류예보체계를 이용해 분석, 검증했습니다. TOD영상 분석은 사건, 전후로 구분해 정밀분석을 했습니다. 북한의 유형별 도발 가능성 분석은 침투자산 및 무장별로 구분하고 기술정보분석은 천안함의 침몰원인 규명을 위한 증거물 채택활동을 통해 과학수사분과를 지원했습니다.
3. 조사 활동 및 발표
1) 함체인양 전 조사활동(3월 31일~4월 14일)
합동조사단은 함체 인양 전 분과별 조사활동으로 천안함의 작전경과 및 사건발생후 조치과정을 정밀문석하는 한편, 침몰요인을 내부적요인과 외부적 요인으로 구분해, 조사 분석했습니다. 그중 내부적 침몰요인으로는 탄약고, 연료탱크, 엔진결함 등에 의한 내부 폭발 요인과 함체 피로파괴 요인을 조사, 분석했습니다.
외부적 침몰요인은 기뢰와 어뢰폭발에 의한 요인과 함께 삼각파도 또는 암초에 의한 좌초, 외부물체와 충돌 등의 요인을 조사, 분석했습니다.
한편 함체 인양 전까지 수십된 생존자의 피복류(근무복 등9점)을 감정하면서 해상 및 백령도 해안에서 수집된 수거물 등을 대상으로 화재흔적을 조사했씁니다.
2) 함체인양 후 조사활동(4월 15일~4월 23일)
합동조사단은 함미 인양 전 현장조사팀 57명을 편성해 4월 14일 현장의 독도함으로 전개했습니다.
이어 4월 15일 함미가 인양됨에 따라 다음날인 16일 함미 인양에 따른 현장조사 결과를 발표했습니다.
이어 인양된 함체에 대한 정밀감식으로 29종 147점의 증거물을 채택했습니다. 또한 3차원 레이저 스캐닝으로 함미의 절단면을 감식했으며, 현장에서 채택된 절단부위 내 장재 등 10점에 대해 화약류 및 알루미늄 성분 검출여부를 감정했습니다. 이때, 국방기술품질원에서는 함미의 손상부위를 정밀 측정해 손상위치를 계측하고 변형상태를 조사했습니다.
3) 함수인양 후 조사활동 (4월 24일~5월 19일)
합동조사단은 함수인양에 대비해 4월 23일 현장조사팀을 50명으로 편성, 전개했습니다.
4월 24일 함수가 인양됨에 따라 현장조사 후 4월 25일 인양된 함체의 조사결과를 발표했습니다.
이어 함미와 함수를 동시에 조사, 분석하면서 함수 절단면에 대한 3차원 레이저 스캐닝을 진행했고 4월 26일 미국측의 수중폭발 내충격(Hull whipping) 해석결과를 토의했습니다. 또한 모의실험 즉, 시뮬레이션을 통해 폭발물의 폭발위치와 위력을 분석했습니다.
4) 어뢰 추진동력장치 수거(5월15일)
5월 10일(월)부터 쌍끌이 저인망어선이 해저 정밀탐색을 계속하던중 5월 15일(토) 어뢰 추진동력장치인 추진모터와 프로펠러 등을 수거했습니다. 수거한 어뢰 추진동력장치를 북한이 제작한 어뢰의 설계도면과 크기 및 모양을 비교했습니다. 이어 추진동력장치와 천안함 함체의 흡착물질 성분을 분석했습니다. 또한 추진동력장치 뒤쪽 내부에 '1번' 이라는 한글표기를 2003년 포항 근해에서 습득한 북한의 시험용 어뢰에
'4호' 라고 쓴 표기방법과 비교 분석했습니다.
5) 조사결과 발표(5.20)
5월 20일 국방부 대회의실에서 내, 외신 기자를 대상으로 합동조사단 공동단장(윤덕용교수)이 "천안함은 어뢰의 의한 수중폭발로 침몰했다" 는 내용의 합동조사 결과를 발표했습니다.
4. 침몰요인별 가능성 분석
조사활동은 분야별, 단계별 조사분석을 통해 천안함의 침묠 요인을 <표 3-11>과 같이 비폭발, 내부폭발, 외부 폭발로 구분해 분석했으며, 침몰요인별 분석은 국제해사기구(IMO)의 분석틀을 적용했습니다.
비 폭발의 침몰 요인은 <표 3-11>와 같이 좌초, 충돌, 피로 파괴등을 고려해 볼수 있습니다.
1) 좌초
좌초란 배가 암초등에 얹혀 항해가 불가능한 상태를 말합니다. 선박이 좌초로 손상을 입게되면 선저부에 함정 길이방향으로 찢김 현상이 발생합니다. 그러나 인양된 천안함의 함체 손상양상을 조사한 결과, 좌초와 연관되는 함저부 길이방향 찢김현상이나 함체의 긁힘현상이 없었습니다.
함저부에 설치된 소나돔 및 프로펠러 등의 손상도 없었고 인근해역에 암초도 없는 것이 확인되었습니다.
또한 비 접촉 수중폭발시 발생하는 함저 외판 패널의 소성처짐(폭발에 의한 충격파 압력과 버블에 의한 압력으로 함체 내부의 종횡방향 구조사이의 외피강판이 접시모양으로 휘는 현상)현상이 관찰되어 암초 또는 다른 좌초 원인에 의한 손상가능성은 배제되었습니다.
2) 충돌
천안함이 다른 선박과 충돌했을 가능성을 조사한 결과에 의하면 접촉흔적 및 잔류물이 없었고 사건 당시 인근해역에서 활동한 선박도 없었습니다. 생존자 증언에도 충돌을 의심할만한 내용은 없었습니다. 반면 비접촉 수중폭발로 인해 발생할 수 있는 함저 파손 형태와 보강판 패널의 소성처침 현상이 관찰되었기 때문에 충돌로 인한 손상가능성은 배제되었습니다.
3) 피로파괴(fatigue fracture)
천안함의 피로파괴 가능성을 조사한 결과로 볼때 함체구조에 균열현상이 없었고, 피로파괴가 발생할때 절단면에서 관찰되는 물결무늬 모양의 흔적이 없었습니다. 함체 부식율을 초음파로 조사한 결과 아래 <표 3-12>와 같이 3.22%로 매우 양호한 상태였씁니다. 기타 피로파괴와 연관된 징후나 증언도 없었습니다. 반면
비접촉 수중폭발에서 발생할 수 있는 함체 손상형태와 함저 보강판 패널의 소성처임 즉 취성파괴(유리가 외부의 압력에 의해 한번에 깨치는것처럼 단번에 일어나는 파괴를 말한다)현상이 관찰되어 피로파괴로 인한 손상 가능성은 배제되었습니다.
5. 내부폭발
내부 폭발 침몰요인은 천안함의 내부폭발로 발생할 수 있는 침몰요인을 말하는 것으로 <표 3-11>과 같이 탄약고 폭발, 연료탱크 폭발, 엔진결함등을 고려해볼수 있습니다.
1) 탄약고 폭발
천안함의 탄약고 폭발 가능성을 조사하기 위해 함체가 인양된 후 탑재탄약을 하역해 실셈할 결과의 의하면 유실된 탄약은 5.53mm 탄약, 소형폭뢰, 신관, 채프탄이었습니다. 상부갑판에 위치한 탄약들은 각각충분한 안정성을 고려해 탑재되어 있었습니다. 또한 각 탄약의 작동원리를 고려할때 자폭 가능성은 없었으며, 자폭하더라도 노출부분에 국부적인 피해를 줄수 있으나, 함체파괴는 불가능했습니다.
함저 부분에 저장된 함포탄은 폭약의 총량을 고려할 때 함체를 파괴할수는 있으나 하무 또는 함미에 저장되어 있으므로 함체 중앙을 절단할 가능성은 없었습니다.
이와 같이 함저부 및 탄약고에서 폭발흔적이 발견되지 않았고, 인양된 탄약에 대한 실셈을 통해 40mm 및
76mm 탄약 전량이 회수된 사실로 미루어 볼때 탄약고 폭발은 없었던것으로 판단되었습니다.
2) 연료탱크 폭발
천안함의 연료탱크 폭발 가능성을 조사한 결과에 따르면 일부 생존장병의 증언이 다소 불분명하다는 점을 감안하더라도 연료탱크 폭발시 나타나는 기본적인 현상인 화재나 불기둥을 보았다는 장병은 없었습니다.
함체 인양후 조사결과 화재에 따른 그을음 흔적이나 연료탱크가 폭발한 흔적이 없었던것으로 판단되었고 함미의 탱크는 물론 적재했던 연료도 온전한 상태였으며, 함수 공급탱크 2개가 위쪽으로 솟아 오른것을 제외하고는 구조의 변형은 없었습니다.
따라서 연료탱크폭발은 가능성이 없었습니다.
3) 엔진결함
천안함에는 디젤엔진과 가스터빈이 장착되어 있습니다. 그중 디젤엔젠은 내구연한이 경과되었지만 정상적인 창정비 지원으로 운행상 문제점은 식별되지 않았습니다. 사건 당시 천안함은 저속 주행하고 있어 엔진 과부하의 위험성은 없었습니다. 또한 디젤엔진은 근본적으로 폭발할 가능성이 희박하며 엔진의 과부하로 인해 구성품의 파손과 파편의 비산은 가능하지만 엔진실 내부에 국한되므로 폭발로 이어질 수 없습니다. 따라서 천안함 침몰과 엔진폭발은 무관합니다.
또 천안함의 가스터빈 역시 내구연안흔 경과되었지만 분해정비주기 대비 25%의 운행으로 양호한 상태를 유지하였고 침몰당시 가스터빈은 가동하지 않은 상태였으므로 폭발할 가능성은 없었습니다. 또한 가스터빈의 구조적 특성상 폭발가능성은 희박했고 가스터빈의 결함으로 화재발생 가능성은 있었지만 안전장치가 강화되어 있어 화자가 함체 절단으로 확대될 가능성은 없던것으로 확인되었습니다.
6. 외부폭발
외부폭발 침몰요인은 천안함 외부에서 발생한 물리적 충격에 의해 발생할수 있는 요인으로 <표 3-11>과 같이 수상폭발, 수중폭발, 기타 요인으로 고려할수 있습니다.
1) 수상폭발 : 순항 및 탄도미사일 폭발
수상폭발 수단으로는 순항(대함)미사일, 탄도미사일, 함포 및 해안포 등을 들수 있습니다. 천안함의 함체를 검사한 결과로 볼때 휘어짐에 의한 손상은 비접촉 수중폭발 현상을 보여주고 있습니다. 또한 흘수 선 상부 폭발시 나타나는 파공이나 파쇄현상도 발견되지 않았습니다. 화재흔적이나 상부갑판에서 공격무기 파편도 발견되지 않았고, 그외에 수상폭발 가능성을 뒷받침할만한 어떠한 증언이나 증거물도 발견되지 안았습니다.
2) 수중폭발 : 기뢰(부유, 계류, 해저) 폭발
기뢰는 항만이나 해역에 대한 봉쇄 또는 방어수단으로 사용되는 해군무기체계중 하나 이며 함정의 흘수선 밑이나 근처에서 폭발해 함정에 손상을 주는 무기입니다.
기뢰는 어뢰와 같이 선박의 가장 취약한 아래 부분을 공격하지만 타격목표를 찾아 가는것이 아니라 목표가 접근하기를 기다린다는 점에서 어뢰와 차이가 있습니다. 기뢰는 <그림 3-20>과 같이 부설수단에 항공기, 수상함, 잠수함 부설용 기뢰로 구분되며, 부살위치에 따라 부유기뢰, 계류기뢰, 해저기뢰로 구분됩니다. 또한 접촉방식에 따라 접촉기뢰, 감응기뢰, 조종기뢰로 구분됩니다.
그중 천안함의 절단면을 고려할 때 해저의 감응기뢰 또는 해수면의 부유기뢰 폭발에 의한 침몰 가능성은 희박합니다. 반면 계류기뢰에 의한 침몰가능성을 고려할수 있습니다. 그러나 계류기뢰의 경우 천안함이 피격된 백령도 부근 해역과 같이 3~5 노트의 유속, 4m이상의 조수간만의차 47m의 깊은 수심등은 큰 장애요소로 작용합니다.
<그림 3-21>에서 보여주는 바와 같이 조류 속도가 3노트였다고 가정한다면 계류기뢰가 정조시와 비교해 18.3m 아래로 눞게 되기 때문에 천안함과 접촉할 가능성은 희박해집니다. 또한 사건당일 천안함은 불규칙
항로를 유지하면서 사건발생직전까지 동일 지점을 10회 이상 항해했음에도 불구하고 이상이 없었습니다. 또한 계류기뢰가 폭발할 경우 남게 되는 앵카 및 계류색(줄)이 발견되지 않은점을 고려할때, 비접촉식 계류기뢰에 의한 폭발 가능성은 없는것으로 확인되었습니다.
3) 수중 폭발 : 육상조종기뢰(MK-6) 폭발
천암함 침몰사건의 대한 원인조사가 진행되면서 일부언론에서는 1970년대 후반 우리 해군이 백령도 인근에 설치했다가 철거한 육사조종기뢰(MK-6)가 그 원인일수 있다고 문제를 제기했습니다.
북한군의 상륙을 막기 위해 해군은 1977년 7월부터 10월까지 서해 북방한계선 인근 5개 도서 부근에 육상조종기뢰를 설치했습니다. 그후 기뢰운용이 불필요하다고 판단한 해군은 1985년 말 도전선과 조종상자를 제거해 불능화 시켰습니다. 따라서 육상조종기뢰의 폭발 가능성은 거의 없었습니다. 그러나 어민들이 계속해서 민원을 제기함에 따라 해군은 2008년 8월부터 9월까지 45명의 잠수요원을 투입해 일부의 기뢰 본체를 회수해 처리했습니다.
당시에도 그것은 단순히 어민들의 민원을 해결하기 위한 것으로 기뢰 폭발 가능성을 우려한 조치는 아니었습니다.
천안함 침몰과 관련해 육상조종기뢰의 폭발 가능성이 다시 제기됨에 따라 합동조사단은 폭발 가능성을 다각적으로 검토랬습니다. 이를 위해 수중폭발관련 내충격 모델링 및 시뮬레이션 등의 과학적인 분석을 했고 분석을 통해 사건이 발생했던 해역에 육상조종기뢰가 남아있었고 그 기뢰가 정상적으로 폭발했다고 가정하더라도 수심 47m에 있는 폭약량 136kg의 육상조종기뢰로는 함체의 절단이 불가능한것으로 판단되었습니다.
해저에 잔류하고 있던 전원공급선 도전선이 함정 스크류에 끌려와 폭발했을 가능성도 없다고 판단했습니다. 그 이유는 도전선이 강철과 구리선으로 구성되어 있어 쉽게 감길수 없고 중량(10m 기준 6kg)이 무거워 해수면 부근까지 부상이 곤란하고, 폭발되더라도 스크류 부분에서 폭발이 일어나야 하기 때문에 함미 부분이 정상 상태임을 감안해 가능성이 없다고 판단했습니다.
결론적으로 육상조종기뢰(MK-6)은 바닷물 속에 설치된 후 30년이 지난 사건발생시점에서 자연 기폭될 가능성이 없었고, 또한 폭발되더라도 폭약량(136kg)이 작아 47m의 깊은 수심에서는 함체를 절단시킬수 있는 폭발력도 없었습니다. 도전선의 무게를 고려할때 기뢰가 부상해 스크류에 감길 가능성도 없기 때문에 육상조종기뢰의 의한 폭발 가능성은 없었습니다.
4) 수중폭발 : 어뢰폭발
어뢰는 함정, 항공기 및 잠수함에 탑재해 적 잠수함 및 수상함을 공격하기 위해 운용되며, 중어뢰와 경어뢰로 구분됩니다. 어뢰는 <그림 3-24>와 같이 탐지부, 탄두부, 전지부(또는 연료부), 추진동력장치부로 구성되어 있습니다.
어뢰의 구성품중 탐지부는 어뢰가 수중에서 음향신호를 이용해 표적을 탐지하는 장치로 수동방식과 능동방식이 있습니다. 탄두부는 목표물을 폭파시킬수 있는 폭약이 내장된 부분이고 전지부와 추진동력장치부는 어뢰의 추진동력을 제공하는 부분으로 전기 추진방식과 엔진추진방식이 주로 사용됩니다.
어뢰의 표적탐지 방식은 아래와 같이 직주방식, 음향탐지방식, 향적탐지방식으로 크게 구분됩니다.
그중 직주방식은 탐지기능이 없는 충격신관을 주로 사용하며, 직진 또는 사전에 입력된 명령에 따라 지그재그 궤적으로 주행합니다. 음향탐지방식은 수동탐지와 능동탐지로 구분되는데, 수동 음향탐지방식은 표적함의 추진계통에서 발생되는 소음을 분석해 탐지하며, 수상함 탐지에 주로 사용됩니다. 반면 능동 음향탐지 방식은 어뢰에서 신호를 송신하고 표적함의 함체에서 반향되는 신호를 분석해 탐지하는 방식으로 잠수함 탐지에 주로 사용됩니다.
향적탐지방식은 수상함의 프로펠러 및 함체에서 발생되는 항적을 추적하는 방식입니다. 천안함의 침몰원인으로 어뢰폭발 가능성을 조사하기 위해 미국과 영국, 한국 국방과학연구소 조사팀의 의견을 종합해볼때 폭발물은 정확히 천안함의 함체 중앙으로 유도되어 가스터빈실 아래 좌현 3m에서 근접, 폭발했고 폭발시 발생한 충격파와 버블효과에 의해 함체가 절단되는 현상이 발생한것으로 확인되었습니다. 따라서 어뢰에 의한 피격 가능성이 매우 높은것으로 판단되었습니다.
가능성 있는 어뢰는 잠수함에서 발사할수 있는 음향, 항적추적어뢰로 판단되었습니다.
7. 비접촉 어뢰 폭발 판단 근거
1) 형상 및 흔적 분석
천안함의 함체 형상 및 흔적분석은 다음과 같은 3가지 관점에서 폭발이 일어난 위치, 폭발의 크기와 방향 함체에 미친 영향등을 판단했습니다.
1. 인양된 함수와 함미의 전체적인 모양과 형상
2. 함체구조가 변형된 형상 및 절단면의 형태
3. 함체의 흔적, 즉 밀리고, 눌리고, 잘리고, 긁힌 것과 같은 미세한 흔적
이상과 같은 절차에 따라 함체 손상부위를 정밀계측 분석한결과 충격파와 버블효과로 인해 함체의 용골이 함정 건조 당시와 비교해 위쪽으로 크게 변형되어 있는것을 확인할수 있었습니다. 외판 역시 급격하게 꺾여 있었고, 함체에는 파단된 부분이 있었습니다. 주 갑판은 가스터빈실 내 장비의 정비를 위한 대형 개구부 주위로 파단되었고, 좌현 측이 위쪽으로 크게 변형되었습니다.
절단된 가스터빈실의 격벽은 크게 훼손되어 변형되었습니다.
이와 같이 함수, 함미의 함저가 아래쪽에서 위쪽으로 꺽인 것은 강력한 수중 폭발이 있었다는것을 입증합니다.
또한 함정 내 외부의 표면을 조사한 결과, 다음과 같이 수중 폭발의 전형적인 흔적을 보여주고 있습니다. 첫째, 함정이 좌우로 심하게 흔들리는것을 방지해주는 함정의 안정기에 나타난 강력한 압력흔적입니다.
둘째, 함저 부분의 수압 및 버블 흔적입니다. 셋째, 열 흔적이 없는 전선의 절단입니다. 넷째, 가스터빈실 함체에 나타난 구형 압력의 흔적입니다.
위와 같은 흔적들은 수중 폭발에 의한 강력한 충격파와 버블효과가 함정의 절단 및 침몰의 원인임을 명확히 증명해주고 있습니다.
2) 증거물 분석
채집된 증거물은 크게 해역, 해저 수거물, 함체(함수, 함미)에서 수거된 증거물 등 3가지로 구분해 확보했습니다. 그중 1단계로 함미 인양(04.15) 시까지 수거 및 확보한 생존자 피복, 해상 수거물, 함미 부위에서의 채택된 증거물 626점 중 219점을 분석했습니다.
그 결과로 옥토겐(HMX) 2개소 12.63ng 핵소겐(RDX) 2개소 2.9ng 을 검출했으며, 금속 성분으로 알루미늄과 알루미늄 합금을 6점을 식별했습니다.
2단계로 함수 인양시까지 함수와 연돌부위에서 수거된 증거물 98점을 분석해 HMX 10개소 123.83ng, RDX 4개소 67.69ng, TNT 2개소 11,ng를 검출햇습니다.
3단계로 추진동력장치 및 가스터빈 인양시까지 발전기, 가스터빈실, 어뢰 추진 동력장치 등에서 수거한 증거물 40점을 분석한 결과 HMX 16개소 391.45ng을 검출했습니다.
이와 같은 증거물 감정결과를 종합해볼때 천안함은 HMX(28개소 527.91ng), RDX(6개소 70.59ng), TNT(2개소 11.7ng)가 혼합된 폭약이 들어있는 수중무기에 피격되어 침몰했다는 사실을 확인할수 있습니다.
8. 생존 장병 증언 분석
생존자들은 거의 동시에 1~2회의 폭발음을 청쥐했으며, 다수 인원이 "공중으로 붕떳다가 떨어졌다"고 증언했습니다. 화염, 불꽃, 물기둥을 목격한 생존자 또는 화상환자는 없었습니다. 그외에 골절 및 타박한 환자가 발생했다는 점, 생존자 다수가 침몰원인으로 어뢰를 판단하고 있었던점,
백령도 해안 초병이 2~3초 동안 높이 약 100m의 백색 섬광불빛을 목격하고 소음을 청취했다고 진술한 점등을 종합적으로 판단해볼때 어뢰의 수중폭발에 의한 버블효과 현상과 일치한다는것을 확인할수 있습니다.
9. 폭발유형분석
한국 지질자원연구원에서 측정한 지진파와 공중음파를 분석한 결과, 지진파는 4개소에서 진도 1.5규모로 감지되었으며, 공중음파는 11개소에서 1.1초 간격으로 2회 감지되었습니다. 또 지진파와 공중음파는 동일 폭발원이었으며 수중폭발의 의한 충격파와 버블효과가 일치했습니다.
폭발유형을 분석하기 위해 1차로 미국팀이 2차로 한국팀이 각각 시뮬레이션 실험을 했습니다.
그중 미국팀의 1차 실험결과에 의하면 천안함과 유사한 손상을 가능케 하는 폭발의 폭약량은 TNT 폭약량 200~300kg, 폭발위치는 가스터빈실 중앙하단에서 좌현 3m, 수심 6~9m로 판단되었습니다.
한국팀의 2차 시뮬레이션의 의한 폭발유형 분석 결과 함수 , 함미 절단면 분석을 통해 폭발지점은 가스터빈실 중앙하단에서 좌현 3m 부근으로, 폭발위력은 TNT 250~360kg, 폭발수심은 6~9m정도로 판단되었습니다.
흡착물질 분석결과 천안함 함체와 어뢰 추진동력장치 흡착물질은 동일 성분이며, 대부분 비 결정성 알루미늄 산화물로 구성되어 있습니다. 따라서 흡착물질은 알루미늄 첨가 수중 폭약의 폭발재인것으로 나타났습니다. 결론적으로 천안함은 고성능 폭약 250kg이 탑재된 어뢰가 수심 6~9m, 가스터빈실 중앙에서 좌현으로 3m 떨어진 지점에서 비접촉 폭발하면서 침몰된것으로 분석되었습니다.
10. 수중폭발 함체 충격 해석
'유체-구조 상호작용을 고려한 3차원 탄소성 유한요소 해석'을 통해 근접 수중폭발조건, 즉 TNT 폭약 360kg이 수심 7m 및 9m에서 각각 폭발할 경우에 대해 분석했습니다. 그 결과로 TNT 폭약 360kg이
수심 7m에서 폭발할 경우 천안함의 실제 손상상태와 매우 유사한 손상결과를 얻을수 있음을 확인했습니다.
<그림 3-26>에서 제시된 충격파 및 버블효과와 같이 최초 충격파가 도달해 Punching Shear(물체 단면의 일정 부분에서 수직방향으로 큰힘이 급격하게 작용하여 절단되는 현상)라고 불리는 전단현상에 의해 가스터빈실 좌현 함저 외판의 가장 취약한 부위가 먼저 찢겨져 나간것으로 해석되었습니다.
이어 버블의 팽창, 수축 및 재팽창으로 인해 위쪽과 아래쪽, 다시 위쪽으로 극심하게 변형되면서 점점 더 크게 찢겨겨 나간것으로 해석되었습니다. 이와 같은 해석을 통해 예측된 좌현쪽의 손상결과는 3D레이저 스캔으로 얻은 실제 손상상태와 매우 유사함을 확인했습니다.
또한 실제 가스터빈 받침대와 발전기, 받침대, 이들을 지지하고 있는 함저 외판 및 우현 외판이 분리되지 않고 붙은채로 떨어져 나간것도 해석의 파괴양상과 일치했습니다.
11. 어뢰 추진동력장치 분석
민군 합동조사단은 특수그물망을 이용해 침몰해역의 잔해물을 수거중이던 5월 15일 침몰해역에서 천안함을 침몰시킨 외부폭발에 사용된것으로 판단되는 증거물을 수거했습니다.
<그림 3-27>과 같이 어뢰의 추진동력장치인 프로펠러를 포함한 추진모터와 조종장치입니다. 수거된 추진동력장치는 북한이 해외로 수출할 목적으로 배포한 어뢰소개자료의 설계도와 크기, 모양등과 일치했습니다.
또한, 어뢰 추진동력장치에서 수집된 흡착물질의 성분을 분석한 결과 천안함 함체에서 수집된 흡착물질과 동일한 성분으로 확인되었습니다. 추진체 후부 안쪽에 표기된 '1번' 이라는 한글표기는 2003년에 포항 근해에서 습득된 북한의 시험용 어뢰표기 방법과도 유사했습니다.
12. 조사결과
침몰해역에서 수거된 어뢰 추진동력장치와 함체의 변형상태, 관련자들의 진술내용, 부상자 상태 및 시긴검안, 지진파 및 공중음파분석, 수중폭발시뮬레이션, 백령도 근해 조류분석, 폭약성분 분석, 수거된 어뢰부품들의 분석결과에 대한 국내 외 전문가들의 의견을 종합해볼때 다음과 같은 결론을 얻을수 있습니다.
"천안함은 어뢰에 의한 수중폭발로 발생한 충격파와 버블효과에 의해 절단되어 침몰되었고, 폭발위치는 가스터빈실 중앙으로부터 좌현3m, 수심 6~9m 정도이며, 무기체계는 북한에서 제조, 사용중인 고성능 폭약 250kg 규모의 CHT-02D 어뢰로 확인되었습니다."
13. 다국적 연합정보분석팀 활동
국방부는 민, 군 합동조사단의 조사활동 결과 천안함의 침몰원인이 어뢰에 의한 가능성으로 좁혀짐에 따라 어뢰 공격의 주체를 판단하기 위해 4월말부터 연합사령부오 협의해 다국적 연합정보팀 구성을 추진했습니다. 이에따라 2010년 5월 4일 한국의 정보부와 미국정보부 유관부서의 정보분석관을 비롯해 오스트레일리아, 영국, 캐나다의 해군 전문가를 포함한 다국적 연합정보분석팀을 구성해 5월 20일까지 합동 조사단과 별도로 운영했습니다.
다국적 연합정보분석팀의 활동은 주로 과학적인 분석방법에 의존하는 합동조사단과 달리 정보획득 및 분석체계에 입각한 분석입니다. 따라서 다국적 연합정보분석팀의 활동은 천안함침몰사건을 다른 각도에서 규명하기 위한 또다른 접근방식이라고 할수 있습니다.
다국적 연합정보분석팀이 중점적으로 분석한 부분은 천안함을 침몰하게 한 공격주체를 식별하기 위해 공격수단, 무기체계, 공격방법을 식별하는 것으로, 관련된 모든 정보를 재분석했습니다. 분석결과는 다음과 같습니다.
첫째, 북한군은 로미오급, 상어급 잠수함과 연어급, 잠수정 등 70여척 을 보유하고 있습니다.
또한 천안함에 가해진 것과 동일한 규모의 충격을 줄 수 있는 총 폭발량 약 200~300kg 규모의 직주어뢰, 음향 및 항적유도 어뢰 등 다양한 성능의 어뢰를 보유하고 있습니다.
둘째, 이와 같은 사실과 사건 발생해역의 작전환경 등을 고려해볼때, 이러한 작전 환경 조건에서 운용하는 수중무기체계는 소형잠수함으로 판단됩니다. 또한 서해의 북한 해군기지에서 운용되던 일부 소형 잠수함이 공격 2~2일전에 서해 북한 해군기지를 이탈하였다가 사건 발생2~3일후에 기지로 복귀한것이 확인되었습니다.
셋째, 다른 주변국의 잠수함은 사건 발생일자를 전후해 모두 자국의 모기지 또는 그 주변에서 활동하고 있었던것으로 확인되었습니다.
넷째, 5월 15일 폭발지역 인근에서 쌍글이이어선에 의해 수거된 어뢰의 부품들, 즉 각각5개의 순회전 및 역회전 프로펠러, 추진모터와 조종장치는 북한이 해외로 무기를 수출하기 위해 만든 북한산 무기소재 자료에 제시되어 있는 CHT-02D 어뢰의 설계도면과 정확히 일치했습니다. 수거된 어뢰의 후부 추진제 내부에서 발견된 '1번' 이라는 한글표기는 우리가 확보하고 있는 또 다른 북한산 어뢰의 표기방법과도 유사했습니다.
북한산 CHT-02D 어뢰는 음향 및 항적추적방식을 사용하며, 직경이 21인치이고 무게가 1.7톤으로 폭발장약이 250kg에 달하는 중어뢰입니다.
이상과 같은 모든 관련사실과 기밀자료 분석에 근거해 다국적 연합정보분석팀은 다음과 같은 결론을 내립니다.
"천안함은 북한의 소형 잠수정으로부터 발사된 어뢰에 의한 외부 수중폭발의 결과로 침몰되었습니다."
