Elon Musk가 스타쉽의 첫 발사에 대한 자세한 리뷰와 다음 계획에 대해 발표

2023년 4월, 슈퍼 헤비가 화염 기둥을 타고 상승

토요일 밤에 열린 대담에서 SpaceX의 창립자 Elon Musk는 4월 20일에 발사된 스타쉽 로켓의 첫 발사를 평가했습니다. 그는 로켓의 비행이 예상보다 다소 뛰어났으며 발사 현장의 손상도 그다지 크지 않았다고 말했습니다. 그는 스타쉽이 빠르면 두세 달 안에 다시 비행할 수 있을 것으로 예상하고 있습니다.

"기본적으로 결과는 제가 예상했던 것과 거의 비슷했고 기대치를 약간 초과했을 수도 있습니다."라고 그는 말했습니다. "그리고 패드 손상이 실제로는 아주 작아서 꽤 빨리 수리할 수 있을 것 같다는 보고를 하게 되어 기쁩니다. 부스터 9과 그 이후에 많은 개선이 이루어졌기 때문에 실제로 이 우주선을 다시 시작할 수 있어서 좋았습니다."

머스크는 트위터 우주 이벤트에서 약 한 시간 동안 여러 언론인과 우주 비행 애호가들의 질문에 답변하며 연설했습니다. 직접 듣지 못한 분들을 위해 머스크가 말한 내용을 요약해 보았습니다.

비행 중 상황

로켓이 이륙할 때 비행 소프트웨어가 엔진이 최대 추진력을 낼 수 있을 만큼 "충분히 상태가 양호하지 않다"라고 판단하여 점화가 중지된 엔진이 3개 있었습니다. 이로 인해 슈퍼 헤비 1단의 33개 엔진 중 30개는 양호한 상태로 남았는데, 이는 이륙에 필요한 최소한의 엔진 수입니다. 

머스크는 이 세 개의 엔진이 로켓이 발사대에서 천천히 이륙할 때 발생한 엄청난 추진력으로 인해 자갈과 콘크리트에 의해 손상되었다고 생각하지 않는다고 말했습니다.

"이상하게도 돌 토네이도가 실제로 엔진이나 열 차폐막을 물질적으로 손상시켰다는 증거를 보지 못했습니다."라고 그는 말했습니다. "그랬을 수도 있지만 아직 그 증거를 보지 못했습니다."

머스크는 비행 27초 만에 19번 엔진이 일종의 "에너지 이벤트"와 동시에 통신이 끊겼다고 말했습니다. 이로 인해 근처에 있던 4개의 엔진에서 외부 열 차폐가 해제되었습니다. 스페이스X 엔지니어들은 이 에너지 이벤트가 무엇인지 정확하게 파악하고 있는 중입니다.

머스크는 "T 플러스 27초'에 19번 엔진이 모든 통신을 잃고, 17번, 18번, 19번, 20번 엔진의 열 차폐막을 녹아웃시키는 일종의 폭발이 일어났기 때문에 뭔가 나쁜 일이 벌어진 것입니다."라고 말했습니다. "남은 비행시간 동안 로켓의 후미 끝에서 화재가 목격되었지만 로켓은 계속 진행되었습니다. 

T 플러스 62초가 지나면서 30번 엔진 근처에서 후방 열 차폐막 손상이 추가로 발견되었지만 엔진은 계속 작동했습니다. 그리고 T 플러스 85초가 되었을 때 상황이 정말 심각해졌습니다."

그 순간 로켓은 추력 벡터 제어, 즉 스스로 조향 하는 능력을 잃기 시작했습니다. 이로 인해 비행 종료 시스템이 시작되었습니다.

비행 종료 시스템

우주선이 발사되고 1분 30초 후, 로켓의 비행 종료 시스템이 작동하여 우주선이 궤도를 너무 멀리 벗어나기 전에 우주선을 해체했습니다. 기본적으로 로켓에 탑재된 폭탄이 폭발하면서 연료 탱크가 파열되어 로켓이 해체되는 것입니다. 그러나 이 경우에는 시스템이 시작되고 로켓이 분리되기까지 약 40초의 시간 지연이 발생했습니다.

이 시간 지연은 로켓을 안전하게 해상으로 보내는 데는 문제가 없었지만, 거의 즉시 비행을 종료해야 하는 시스템에서는 용납할 수 없는 지연이었습니다.

머스크는 추진제 탱크가 빠르게 완전히 풀릴 수 있도록 "더 긴 폭발 코드"를 사용하면 문제를 해결할 수 있다고 말했습니다. 그러나 그는 연방항공청과 이 문제를 해결하는 데 시간이 걸릴 수 있다는 점을 인정했습니다.

머스크는 "가장 오래 걸리는 항목은 아마도 비행 종료 시스템의 재인증일 것입니다."라고 말했습니다. "이는 다음 비행을 진행하기 전에 반드시 확인해야 할 사항입니다."

발사 사이트 강화

머스크는 로켓 추진력에 의해 파헤쳐진 큰 구멍을 포함하여 발사 현장에서 관찰된 피해에 대해서도 언급했습니다. 그가 "세계에서 가장 큰 토치"라고 묘사 한 손상으로 인해 세계에서 가장 튼튼한 콘크리트 중 하나 인 Fondag라는 소재가 찢어졌습니다.

"우리는 많은 강철을 깔아 놓을 것입니다."라고 말하면서 머스크는 로켓 기지 바닥을 '메가 스틸 팬케이크'로 묘사했습니다. 이는 로켓의 33개 엔진에서 발생하는 배기가스를 줄이기 위해 물을 위로 펌핑함으로써 로켓 아래의 강도를 높이고 재생 냉각 시스템을 제공하게 될 것입니다.

머스크는 "이것은 기본적으로 윗면에 구멍이 뚫린 두 겹의 강판으로 이루어진 워터 재킷 샌드위치입니다."라고 말했습니다. "따라서 그것은 기본적으로 위쪽을 향하는 거대한 초강력 강철 샤워 헤드입니다."

이 접근 방식은 지난달 초기 시험 비행 중에 관찰된 콘크리트 조각과 먼지의 전파를 제거하고 발사 장소의 손상을 줄일 수 있습니다. "파편은 기본적으로 모래와 돌에 불과하기 때문에 전혀 독성이 없거나 아무것도 아닙니다."라고 그는 말했습니다. "본질적으로 모래 폭풍과 같습니다. 기본적으로 인간이 만든 모래 폭풍이죠. 하지만 우리는 다시는 그런 일을 하고 싶지 않습니다."

추력 벡터 제어

머스크는 슈퍼 헤비 부스터가 추력 벡터 제어를 잃지 않았다면 발사체가 분리 단계에 도달했을 수도 있다고 말했습니다. 여러 번의 엔진 고장에도 로켓이 스스로를 계속 조종할 수 있는 능력을 확보하는 것이 다음번 로켓인 부스터 9의 비행 시도에 있어 핵심적인 과제입니다.

"부스터 9는 유압 액추에이터 사이에 공용 매니폴드가 있는 유압 액추에이터와 달리 전기 모터를 사용하여 엔진을 조종하기 때문에 훨씬 더 쉽습니다."라고 머스크는 말했습니다. "전기 구동 엔진은 훨씬 더 격리되어 사용할 수 있습니다."

그는 단일 엔진 고장을 격리하는 것이 핵심이 될 것이며, 이를 위해 로켓을 더욱 견고하게 만들었다고 말했습니다.

머스크는 "엔진 분리가 매우 잘 되어 있으면 엔진이 고장 나더라도 주변 엔진이나 발사체 자체의 고장으로 이어지지 않습니다."라고 말했습니다. "33개의 엔진 중 하나가 고장 나면 3%의 추력 손실이 발생합니다. 큰 문제는 아닙니다. 엔진 격리가 잘 되어 있지 않으면 엔진 고장이 다른 엔진이나 발사체 일부로 도미노처럼 퍼질 수 있으며, 이는 매우 신뢰할 수 없는 설계입니다."라고 말했습니다.

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다음 비행에 대한 기대

머스크는 로켓과 발사대 업그레이드로 인해 SpaceX가 6~8주 안에 두 번째 우주선 발사 시도를 할 준비를 마칠 수 있을 것으로 예상한다고 말했습니다. 그러나 그는 연방항공청과 비행 종료 시스템에 대한 작업을 마무리하고 발사 허가에 필요한 기타 조치를 취하는 데 시간이 더 걸릴 수 있음을 인정했습니다.

그는 슈퍼 헤비가 발사되고 멕시코만에 착륙하며, 스타쉽은 분리되어 궤도 속도에 거의 도달한 후 하와이 북쪽 태평양으로 되돌아오는 동일한 임무 프로필을 반복할 다음 발사 시도에 대해 조심스럽게 낙관하고 있습니다.

"이번에는 궤도에 도달할 확률이 50% 이상이라고 생각합니다."라고 그는 말했습니다. "올해 네 번, 아니면 다섯 번 정도는 비행할 수 있기를 바라고 있습니다."

이번 초기 비행의 목표는 슈퍼 헤비 및 스타쉽의 성능에 대한 정보를 계속 수집하는 것입니다. 발사 시스템이 궤도에 안정적으로 도달하면 프로그램의 다음 단계에서는 우주 연료 이송을 시연하고 부스터와 상부 스테이지를 모두 착륙시키고 재사용하기 시작할 것입니다.

"부스터를 다시 가져오고 우주선을 다시 가져오는 등 정기적으로 재사용할 수 있게 되려면 몇 년이 더 걸릴 것입니다."라고 그는 말했습니다. "로켓이 정상적으로 착륙하는 현재의 팰컨 9 위치까지 도달하는 데는 몇 년이 걸릴 것입니다."

SpaceX의 자동 착륙 로켓은 수학에 뛰어난 비행 로봇이다.

머스크는 SpaceX가 2023년에 스타십 프로그램에 약 20억 달러를 지출할 것으로 예상했지만, 올해 추가 자본을 조달할 필요는 없을 것으로 예상했습니다.

 

 

ref. https://arstechnica.com/science/2023/05/elon-musk-provides-detailed-review-of-starships-first-launch-and-whats-next/