스페이스X 스타십, 열방패는 정말 "해결"됐는가 — 머스크의 낙관과 전직 NASA 전문가들의 반박

8월 4일 열린 스페이스X 첫 실적 발표 자리에서 일론 머스크는 스타십 개발 과정에서 가장 오래 발목을 잡아온 문제, 즉 재진입 열방패의 신뢰성 문제를 "해결했다"고 선언했다. 2026년 2분기 매출 78억 달러, 전년 대비 92% 성장이라는 숫자보다 이 발언이 더 주목받은 이유는 간단하다. 스타십이 진짜 재사용 로켓이 되려면, 착륙 후 다음 비행까지 걸리는 시간을 항공기 수준으로 줄여야 하는데 그 발목을 잡아온 것이 바로 약 1만 8천 장에 달하는 육각형 세라믹 타일이었기 때문이다.

스타십의 열방패는 저밀도 실리카 복합재 타일 위에 보로실리케이트 유리 코팅을 입혀 재진입 시 발생하는 수천 도의 플라스마 열을 복사 형태로 방출하도록 설계돼 있고, 혹시 타일이 떨어져 나가더라도 그 아래 2차 단열재가 구조를 보호하는 이중 구조로 되어 있다. 문제는 이 타일들이 진동과 공력 하중에 취약해 상승 단계에서부터 떨어져 나가는 일이 반복됐고, 타일 사이 틈으로 플라스마가 침투해 기체 표면을 손상시키는 사례가 여러 차례 관측됐다는 점이다.

지난 7월 24일 진행된 13번째 통합 비행시험(Flight 13)은 이 문제를 검증하는 무대였다. 스페이스X는 일부러 평소보다 동압이 높은, 즉 열방패에 더 가혹한 재진입 궤적을 선택해 시스템을 극한까지 시험했고, 스타십은 뒤집기 기동과 착륙 연소를 마치고 인도양에 비교적 온전한 모습으로 착수했다. 위성 사진으로 회수 장면이 포착될 만큼 화제가 됐던 이 착수에서 눈에 띄는 타일 손실은 많지 않았고, 여러 각도에서 촬영된 영상에서도 1만 8천 장 중 대다수가 제자리를 지키고 있는 모습이 확인됐다.

사실 이보다 앞선 7월 16일 시도에서는 발사 직전 33개의 랩터3 엔진 중 4개가 점화에 실패해 자동 비행 컴퓨터가 즉시 발사를 중단시키는 일이 있었는데, 스페이스X는 이를 개별 엔진의 하드웨어 편차 문제로 규정하고 랩터 엔진 2기만 교체한 뒤 재도전해 성공시켰다. 소프트웨어나 연료 공급 계통이 아니라 엔진 개별 하드웨어 수준에서 원인을 짚어냈다는 점에서, 스페이스X 내부적으로는 문제의 성격을 상당히 구체적으로 파악하고 있다는 신호로 읽힌다.

하지만 모든 전문가가 머스크의 "해결" 선언에 동의하는 것은 아니다. NASA 에임스 연구센터에서 40년 가까이 열방패 소재를 연구했고, 스페이스X 자사의 드래건 캡슐에 쓰이는 PICA 에이블레이티브 열방패를 공동 개발한 댄 라스키는 착수 이후 공개된 사진을 분석한 결과 갈라진 타일, 깨진 타일 모서리, 그리고 타일 이음매를 따라 흰색 줄무늬가 나 있는 것을 확인했다고 밝혔다. 이 줄무늬는 재진입 중 뜨거운 플라스마 가스가 타일 사이 틈으로 침투했다는 흔적이다.

그는 아르스테크니카와의 인터뷰에서 "스타십의 현재 열방패 시스템은 완전하고 신속한 재사용을 요구하는 모든 임무에 있어 막다른 길"이라고 잘라 말했다. 라스키를 포함한 전직 NASA 전문가 세 명이 공통적으로 지적하는 부분은, 약 1만 8천 장의 개별 타일 하나하나를 균열과 모서리 손상, 그리고 강철 구조물에 붙어 있는 접착 상태까지 점검해야 하고 타일 사이 이음매의 갭필러 상태까지 확인해야 한다는 점이다.

라스키는 이런 정밀 점검 요구가 세라믹 타일 방식 자체에 내재된 한계이며, 아무리 설계를 반복해도 없앨 수 없는 구조적 제약이라고 지적한다. 실제로 머스크 본인도 지난 2월 한 팟캐스트에서 "재사용 가능한 열방패가 남은 가장 큰 문제"라며 "착륙시키고, 추진제를 다시 채우고, 다시 날리려면 4만 장에 달하는 타일을 일일이 검사하는 노동집약적인 작업을 계속할 수는 없다"고 스스로 인정한 바 있다.

결국 이번 실적 발표에서 나온 "해결됐다"는 표현과, 전직 NASA 전문가들이 말하는 "구조적으로 해결 불가능하다"는 진단 사이의 간극은 관점의 차이에서 비롯된다. 스페이스X 입장에서 "해결"은 이번 비행에서 타일 손실률을 눈에 띄게 낮췄고 반복 가능한 수준의 성능을 확인했다는 뜻에 가깝다. 반면 라스키를 비롯한 전문가들이 말하는 "미해결"은 항공기처럼 착륙 후 몇 시간 안에 재점검 없이 다시 띄울 수 있는 수준의 신뢰성에는 아직 한참 못 미친다는 뜻이다.

이 간극이 실제로 얼마나 좁혀졌는지는 이달 말로 예정된 14번째 비행시험(Flight 14)에서 어느 정도 가늠할 수 있을 전망이다. 이번 비행은 업그레이드된 스타링크 V3 위성을 처음으로 궤도에 올리는 동시에, 스타십 상단부를 발사대로 귀환시켜 처음으로 "캐치" 방식 회수를 시도하는 임무로 예고돼 있다.

슈퍼헤비 부스터의 캐치 회수는 이미 여러 차례 성공한 바 있지만, 상단부 캐치는 훨씬 정교한 유도 제어와 구조 안정성을 요구하는 만큼 이번 시도의 성패가 스타십 완전 재사용 로드맵의 다음 이정표가 될 것으로 보인다. 머스크는 이 흐름이 순조롭게 이어진다면 내년쯤에는 스타십이 매일 발사되는 수준에 도달할 수 있다고 자신하고 있지만, 그 목표에 다다르기 위해서는 결국 열방패를 둘러싼 이 논쟁에 스페이스X가 데이터로 답해야 할 시점이 다가오고 있다.