SpaceX가 텍사스에서 완전체 스타쉽의 극저온 검증 테스트 수행

1월 18일, 스페이스X는 사우스 텍사스의 스타베이스에서 완전체 스타쉽의 극저온 실험을 수행했다. 기술자들은 최초의 궤도 비행 시험을 위한 시제품인 스타쉽 SN24와 슈퍼 헤비 부스터 7을 준비하고 있다.

궤도 비행 동안, 부스터 7은 SN24를 33개의 강력한 랩터 V2 엔진을 사용하여 궤도로 밀어 올릴 것이다. 이 부스터는 스타쉽 SN24를 지구 표면에서 약 100km 상공에 있는 카르만 선*에서 시작되는 우주의 가장자리에 떨어뜨릴 것이다.

 

* 카르만 선(Kármán line, 또는 von Karman line)은 지구의 대기권과 우주 공간 사이의 경계를 정의하려는 시도로 항공학에 대한 국제적인 기록 유지 기구인 국제항공연맹(FAI, Fédération aéronautique Internationale)에서 정의를 제공하고 있다. 국제항공연맹(AI에)서는 카르만 선을 지구 평균 해수면의 100 킬로미터 (54 nmi; 62 mi; 330,000 ft) 상공에서 시작하는 공간으로 정의한다. 전문가들 사이에서 대기가 끝나고 우주가 시작되는 정확한 위치에 대한 합의는 없지만 대부분의 규제 기관(UN 포함)에서는 카르만 선에 대하여 FAI의 정의 또는 이와 유사한 정의를 채택하고 있다. FAI에서 정의한 카르만 라인은 1960년대에 정립되었다. 다양한 국가와 단체는 다양한 목적에 따라 우주공간의 경계를 다르게 정의하고 있다. 카르만 선은 항공공학 및 우주 비행학 분야에서 활발히 활동한 헝가리계 미국인 엔지니어이자 물리학자인 테오도르 폰 카르만(Theodore von Kármán) (1881–1963)의 이름을 따서 명명되었다. 1957년, 그는 이러한 고도의 경계를 유도하려고 시도한 최초의 사람이다.(네이버 지식백과)

부스터 7은 보카 치카 해변 근처의 멕시코 만에 있는 해양 착륙장으로 돌아올 것이다. SN24는 미군기지 인근 하와이 카우아이 해안에 연착륙하기 위해 지구를 반 바퀴 도는 항해를 계속할 예정이다.

그 비행은 기술자들이 스타쉽 운용의 개념을 연습하고 새로운 우주선 기술을 시험할 수 있게 해 줄 것이다. 그들이 비행에서 수집한 데이터는 로켓 추진선의 개발 속도를 높이는 데 도움이 될 것이다.

스페이스X는 구체적인 궤도 비행 시도 날짜는 발표하지 않았으며, 대략적인 시간대만 발표했다. "우리는 2월 말에 진짜 기회가 있습니다. 3월 발사 시도가 매우 가능성이 있어 보입니다."라고 스페이스X의 설립자 일론 머스크가 1월 7일 말했다.

 

우주선이 비행하기 전에, 우주선은 우주 비행의 스트레스를 지탱하기 위해 필요한 것을 확실히 하기 위해 일련의 시험을 통과해야 한다.

수요일 극저온(냉동) 방지 테스트에서 스페이스X 엔지니어들은 완전체 스타쉽에 과냉각 액체 질소를 주입함으로써 스테인리스 탱크를 가압하여 전반적인 구조 무결성을 테스트했다. 부스터 7은 추진제를 탑재했을 때 스타쉽 SN24의 질량을 견뎌야 한다.

이 테스트는 또한 'QD(Quick Disconnect)' 암으로 불리는 궤도 발사탑에 통합된 추진제 로딩 인프라를 테스트하는 역할을 한다.

트위터의 NASASpaceflight에 따르면, 이것은 완전히 적층 된 발사체의 '두 번째 부분 극저온 테스트'였다. 그들은 테스트의 비디오를 공유했다. 스테인리스 스틸 구조 아래에 연결된 부분을 보면 극저온 테스트 작동을 나타내는 성에 막을 가지고 있다.

 

이 극저온 테스트에서 SN24와 부스터 7이 구조적으로 양호한 것으로 나타나면 엔지니어는 다음으로 발사를 위해 취해야 할 모든 단계를 시뮬레이션하는 WDR(Wet Dress Rehearsal)*을 수행한다.

 

* WDR(Wet Dress Rehearsal) : 지상연소시험이라 하는데, 발사되는 우주선과 로켓 및 지상 지원시스템이 제대로 연동되어 작동하는지 시험하는 것으로 시험 중 문제를 최대한 노출시켜 개선할 목적이 크 wet이란 표현은 액체 추진제가 채워진 상태이기 때문이며, 수초동안 완전추진력으로 점화하여 정상적으로 엔진이 작동하는지 테스트하는 것이다.

스타쉽 SN24와 슈퍼 헤비 부스터 7의 랩터 V2 엔진에 극저온 액체 메탄(CH4)과 액체 산소(LOX)를 연료로 공급하는 작업이 포함된다.

부스터 7은 또한 33개의 랩터 V2 엔진 모두에 대한 정지 점화 테스트를 기다리는 중이며, 모든 것이 순조롭게 진행될 경우 로켓이 한 단계 더 발사에 가까워질 것이다.

스타쉽/슈퍼 헤비는 1,700만 파운드 이상의 추진력을 생산할 수 있는 세계에서 가장 강력한 운용 로켓이 될 예정이다.

각각의 실험의 성공은 스페이스X가 2025년 아르테미스 계획의 일환으로 NASA 우주비행사들을 달 표면으로 보내는 것에 더 가까워지게 하고, 곧이어 최초의 인간들을 화성으로 보낼 수 있을 것이다.

 

ref. https://www.tesmanian.com/blogs/tesmanian-blog/fully-stack-cryo