SpaceX의 첫 번째 우주선 발사, 역사적인 시험 비행에서 '예기치 않은 빠른 분해'로 폭발

지금까지 제작된 로켓 중 가장 강력한 로켓이 첫 우주 발사에서 멋진 쇼를 선보였습니다.

오늘(4월 20일) 오전 9시 33분(미국 동부 표준시 1333 GMT, 텍사스 현지 시간 오전 8시 33분)에 텍사스 남부 걸프 연안 보카치카 해변에 위치한 SpaceX의 스타베이스 시설에서 최초의 통합형 스타쉽 로켓이 강력한 굉음을 내며 우주를 향해 솟구쳐 올랐습니다.

장엄하고 초현실적인 광경이었습니다: 지금까지 제작된 로켓 중 가장 크고 강력한 394피트(120미터) 높이의 스타쉽이 33개의 1단 랩터 엔진에서 생성된 화염 기둥을 타고 스타베이스의 궤도 발사대에서 솟구쳤습니다. 스타십은 그 엄청난 부피에도 불구하고 계속 상승했고, 반짝이는 스테인리스 스틸 몸체는 텍사스의 아침 햇살을 반사하며 계속 상승했습니다.

2023년 4월 20일 텍사스 남부의 스타베이스에서 스페이스X의 첫 번째 완전 통합형 우주선이 발사되고 있다.  (Image credit: SpaceX)

그러나 상승은 오래가지 못했습니다. 165피트(50m) 높이의 우주선 상단은 이륙 후 약 3분 후에 슈퍼 헤비 1단에서 분리되어야 했지만, 그렇게 되지 않았습니다. 두 개의 발사체는 연결된 채로 남아 있었고, 결국 발사 후 4분도 채 지나지 않아 폭발, 즉 SpaceX의 표현대로 "예기치 않은 급격한 분해"가 발생했습니다.

이 파괴는 의도적인 것으로, 스타쉽이 이러한 문제를 일으킨 후에 이루어졌습니다.

"우주선은 비행 테스트 중에 여러 개의 엔진이 꺼지고 고도를 잃고 추락하기 시작했습니다. 부스터와 우주선 모두에 비행 종료 시스템이 명령되었습니다."라고 SpaceX는 비행 몇 시간 후 업데이트에서 썼습니다.

하지만 캘리포니아 호손에 있는 SpaceX 본사에 모여 발사를 지켜보던 직원들은 스타쉽의 추락에 환호성을 지르며 사상 첫 발사에 성공한 것을 축하했습니다. SpaceX의 발사 웹캐스트 데이터에 따르면 이 거대한 우주선은 최대 고도 약 24마일(39킬로미터)에 도달했습니다.

"여기까지 왔다는 것은 놀라운 일입니다."라고 SpaceX의 케이트 타이스는 웹캐스트에서 말했습니다. "발사대를 떠난 후의 모든 일은 케이크 위에 얹은 장식이었습니다."

4월 17일의 첫 번째 시도는 밸브 동결로 인해 실패로 끝났으며, 이번이 SpaceX의 두 번째 스타십 발사 시도였습니다.

SpaceX의 우주선이 발사 몇 분 후 문제가 발생하여 폭발했다. (Image credit: SpaceX)

오늘 비행 계획에 따르면 슈퍼 헤비는 비행 약 8분 후 멕시코만에서 지구로 돌아올 예정이었습니다. 한편 상단은 6개의 랩터를 가동하여 마지막 한계선까지 올라가 지구 주위를 부분적으로 여행할 계획이었습니다. 

목표는 스타쉽을 최대 고도 약 145마일(233km)까지 끌어올린 다음 지구 대기권으로 재진입하는 시험 비행을 하고, 이륙 후 약 90분 후 하와이 카우아이 섬에서 멀지 않은 태평양에 하드 스플래시 다운하는 것이었습니다.

새로운 로켓은 첫 시험 비행에서 실패하는 경우가 많고, 스타쉽은 대부분의 발사체보다 훨씬 더 거대하고 복잡하기 때문에 SpaceX는 모든 것이 잘 풀릴 것이라고 예상하지 않았습니다. (1단 엔진이 33개에 달하고 전체 높이가 400피트에 육박합니다.) 오히려 오늘은 데이터를 수집하고 어떤 일이 발생하든 적절히 대응하는 것이 중요했다고 회사 관계자는 강조했습니다.

"이번 비행은 개발 테스트였습니다. 스타쉽의 첫 번째 시험 비행입니다. 그리고 목표는 데이터를 수집하고 우리가 말했듯이 발사대를 정리하고 다시 발사할 준비를 하는 것입니다."라고 SpaceX의 수석 통합 엔지니어인 존 인스프러커는 회사 라이브 스트리밍에서 말했습니다. "그래서 무슨 일이 일어날지 정확히 알 수 없었습니다. 하지만 우리가 약속했듯이 흥미진진함은 보장됩니다. 그리고 스타쉽은 지금까지의 놀라운 테스트를 멋지게 마무리해 주었습니다."

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스타쉽을 보고 경외심에 빠진 수많은 군중

수백 명의 구경꾼들이 이곳 해변에서 거대한 로켓이 이륙하는 모습을 보며 환호성을 질렀습니다. 

하루 전에는 많은 사람들이 발사대 옆으로 난 진입로를 따라 보카치카 해변으로 차를 몰고 나가 스타쉽을 실제로 가까이서 보았습니다. 그들은 모래 언덕에 서서 우뚝 솟은 로켓을 바라보며 감탄했습니다. 일부는 따뜻한 봄 저녁에 그릴에 핫도그를 구워 먹기도 했습니다.

섀넌 헐버트(49세)는 보카치카 해변의 모래 언덕에서 발사대에 있는 스타쉽을 관찰하면서 Space.com에 "무슨 일이 일어날지 지켜보는 것만으로도 놀라울 것"이라고 말했습니다. "저는 화성에 가서 우리를 다행성에 살게 하려는 SpaceX 팀의 탐험을 좋아합니다."

클라우드 컴퓨팅 회사인 오푸스 인터랙티브의 CEO인 헐버트는 발사를 보기 위해 휴스턴에서 텍사스 남부로 차를 몰고 왔습니다. 미국 미시시피와 앨라배마, 캐나다 토론토 등 멀리 떨어진 지역에서 온 다른 관중들도 사상 최초의 발사를 보기 위해 찾아왔습니다.

미시시피주 웨이블랜드에 사는 51세의 소프트웨어 엔지니어 채드 휘트니는 스타십 발사를 보기 위해 가족과 함께 자신의 '로켓밴'을 타고 약 740마일(1,190km)을 운전했습니다. 그와 그의 15세 아들 잭은 로켓밴 유튜브 채널(새 탭에서 열기)을 통해 이 여행을 기록 중이며, 휘트니의 아내 아만다와 휘트니 부부의 딸 매기(18세)도 함께했습니다. 

"잭은 엔지니어가 되고 싶어 하는데, 우리 뒤에 보이는 것은 최고의 엔지니어링입니다. 이보다 더 좋을 수는 없죠."라고 휘트니는 Space.com에 스타십에 대해 말했습니다. 

휘트니 부부는 월요일 SpaceX의 첫 발사 시도 전에 텍사스 남부에 도착하여 엔지니어들이 슈퍼 헤비 부스터 위에 거대한 스타쉽 우주선을 쌓아 올리는 모습을 지켜보았습니다. 휘트니 부부는 그 광경이 정말 멋졌고, 잭처럼 더 나은 내일을 꿈꾸는 아이들에게 영감을 주었다고 말했습니다. 

잭은 "저는 항공우주 엔지니어가 되어 우리 뒤에 있는 우주선을 만드는 것이 꿈입니다."라고 말했습니다.

꿈 : 화성에 식민지를 건설하는 로켓

See SpaceX Starship launch to Mars in awe-inspiring new animation

일론 머스크는 2002년에 인류의 화성 식민지화를 돕기 위해 SpaceX를 설립했다고 오랫동안 강조해 왔습니다. 이 억만장자 기업가는 스타쉽이 결국 이를 가능하게 해 줄 수단이라고 믿고 있습니다.

SpaceX는 한동안 중장거리 우주 운송 시스템을 개발해 왔습니다. 머스크는 2016년에 행성 간 운송 시스템이라고 부르는 기본 아키텍처를 공개했습니다. 1년 후, 그 이름은 '빅 팔콘 로켓'의 줄임말인 BFR로 변경되었거나, 누가 물어보느냐에 따라 NSFW의 변형으로 불리기도 했습니다. 그 후 BFR은 스타쉽으로 바뀌었고, 지금까지 몇 년 동안 그 이름을 유지하고 있습니다.

스타쉽은 슈퍼 헤비라고 불리는 거대한 1단계 부스터와 다소 혼란스럽지만 스타쉽으로 알려진 상부 단계로 구성되어 있습니다. 이 둘은 모두 완전히 재사용할 수 있도록 설계되었으며, 머스크는 이것이 마침내 붉은 행성에 도달할 수 있게 해 줄 핵심적인 돌파구라고 생각하고 있습니다. (오늘 발사된 스타십의 두 가지 요소인 부스터 7 슈퍼 헤비 프로토 타입과 쉽 24 상부 스테이지는 다시 비행하지 않을 예정이며, 스페이스X는 이를 바다에서 회수할 계획이 없었습니다).

그리고 SpaceX의 새로운 랩터 엔진은 액체 메탄과 액체 산소로 구동되며, 이 역시 화성을 염두에 두고 선택된 조합입니다. 두 가지 모두 붉은 행성에서 생산할 수 있어 지구뿐만 아니라 화성에서도 스타십을 효율적으로 발사할 수 있습니다.

머스크는 스타십 여러 대가 지구에서 하루에 여러 번 비행하고, 발사 후 슈퍼 헤비 부스터가 발사 마운트로 바로 돌아와 신속한 점검, 연료 보급, 재발사를 하는 모습을 상상하고 있습니다. 머스크는 이러한 광범위한 재사용을 통해 이론적으로 한 번의 스타쉽 임무에 드는 비용을 수백만 달러로 낮출 수 있다고 말했습니다. Starship 사양 페이지에 따르면 재사용 가능한 구성으로 각 임무마다 165톤(150 미터톤)을 지구 궤도로 끌어올릴 수 있는 Starship의 성능을 고려하면 이 가격대는 정말 혁신적인 수준입니다.

우주선의 위용을 실감할 수 있습니다. 슈퍼 헤비 33 랩터는 이륙 시 약 1,650만 톤의 추력을 발생시킵니다. 이는 이전 기록 보유자인 NASA의 우주 발사 시스템 메가로켓이 작년 11월 아르테미스 1호의 달 임무를 위해 처음으로 발사한 것보다 거의 두 배에 달하는 양입니다.

SpaceX Starship prepped for first space launch - See the stack & flight plan!

큰 기대를 모았던 비행

SpaceX는 오늘 이전에 스타베이스에서 몇 차례 시험 비행을 한 적이 있지만, 이전에는 다른 종류의 시험 비행이었습니다. 우주 근처에는 가지도 못했고, 슈퍼 헤비 엔진이 장착되지 않은 상부 단계의 우주선만 사용했으며, 최대 3개의 랩터 엔진이 탑재되었습니다.

그리고 2021년 5월에 마지막으로 발사된 스타십 프로토타입이 텍사스 남부 하늘 약 6마일(10km) 상공까지 치솟은 후 착륙에 성공한 이후로는 이러한 비행을 본 지 꽤 오랜 시간이 흘렀습니다.

세 개의 엔진으로 성공을 거둔 이후 SpaceX는 우주선 테스트 프로그램의 다음 단계인 통합된 스타쉽-슈퍼 헤비 스택이 처음으로 탑재되는 첫 번째 우주 발사를 준비해 왔습니다. 그리고 오늘 그 모습을 볼 수 있었습니다. (일부 사람들은 오늘의 임무를 궤도 시험 비행이라고 설명했지만, 스타십을 지구 한 바퀴를 돌도록 설계된 것이 아니기 때문에 정확하지는 않습니다).

오늘 시험 비행까지 비교적 오랜 시간이 걸린 것은 단순히 기술 개발의 어려움 때문만은 아니며, 규제상의 장애물도 있었습니다. 예를 들어, 미국 연방항공국(FAA)은 SpaceX의 우주선 궤도 근접 발사 허가 신청서를 500일 이상 검토한 후 지난 금요일(4월 14일) 최종적으로 허가를 내주었습니다.

이 과정의 일환으로 FAA는 스타베이스에서의 활동에 대한 심층적인 환경 검토를 실시하여 생물 다양성이 매우 높은 주변 생태계에 미치는 영향을 최소화하기 위해 75개 이상의 환경 보호 조치를 수행하도록 SpaceX에 지시했습니다.

Starship to fly from Texas to Hawaiin coast in 90 mins for 1st orbital test

앞으로 더 많은 스타쉽이 발사될 예정이다

스페이스X는 비교적 빠른 시일 내에 스타쉽을 다시 발사할 것으로 예상됩니다. 스페이스X는 스타베이스에서 여러 대의 스타십 우주선을 생산 중이며, 준비가 되는 대로 곧바로 비행할 계획입니다. 이는 실패하더라도 비행 테스트를 통해 얻은 진전을 우선시하는 머스크의 철학에 부합하는 것입니다.

테스트 캠페인이 순조롭게 진행되면 몇 년 뒤에는 사람들이 처음으로 스타쉽에 탑승할 수 있을 것입니다. 예를 들어 NASA는 아르테미스 달 탐사 프로그램의 첫 번째 유인 착륙선으로 Starship을 선택했습니다. SpaceX의 우주선은 2025년 또는 그 이후에 발사될 예정인 아르테미스 3 임무를 통해 우주비행사를 달 남극 근처에 착륙시킬 것입니다.

SpaceX는 이미 두 건의 개인 달 왕복 우주선 여행도 판매한 바 있습니다. 하나는 일본의 억만장자 마에자와 유사쿠가 예약한 것으로, 8명의 아티스트 및 인플루언서로 구성된 승무원과 함께 비행할 예정입니다. 2001년 자비로 국제우주정거장에 다녀온 데니스 티토는 아내 아키코 및 아직 신원이 공개되지 않은 다른 승객들과 함께 다른 스타쉽 달 탐사 임무를 수행할 예정입니다.

이 두 민간 달 탐사 미션의 목표 발사 날짜는 아직 발표되지 않았습니다. 하지만 거대한 우주선이 실제로 이륙함에 따라 이 비행을 비롯한 스타쉽의 다른 모든 미래 비행 계획이 현실에 조금 더 가까이 다가오고 있습니다.

 

ref. https://www.space.com/spacex-starship-first-space-launch