스타쉽(Starship): 2차 테스트 스타트도 폭발하며 종료
- 기술 / 문광주 기자 / 2023-11-20 15:14:16
3'30" 읽기
- 첫 번째 연소 단계에서 분리되는 데 성공했고, 스타쉽은 8분 동안 고도 150km까지 비행
- 접촉 상실로 인해 코스에서 통제할 수 없는 이탈을 방지하기 위해 자폭이 촉발
- Elon Musk는 이미 로켓이 핫 스테이징을 통과하면 성공이라고 생각
- NASA는 이 프로젝트에 40억(한화로 5조 1600억) 달러 투자해
우주 회사인 SpaceX의 스타십은 최상급 프로젝트다. 길이 70m의 초중형(Super Heavy) 운반 로켓과 로켓 상부 단계가 있는 50m 길이의 우주 캡슐인 실제 스타쉽이 함께 세계에서 가장 큰 로켓을 형성한다. 이는 아폴로 달 탐사의 전설적인 새턴 V(Saturn V)보다 크며 미래에는 사람과 물질을 달과 화성으로 수송할 수 있을 것이다. NASA는 스타십이 미국 달 탐사선 아르테미스의 중요한 부분이 될 것이기 때문에 40억 달러를 투자했다.
그러나 지금까지의 테스트 비행은 전혀 순조롭지 않았다. 스타쉽 상부 단계의 일부 테스트 발사와 2023년 4월 전체 앙상블의 첫 번째 테스트 비행이 폭발로 끝났다. 이 최종 테스트에서 Super Heavy의 모든 엔진이 발사되지 않았으며 로켓의 첫 번째 연소 단계에서 우주선의 분리가 실패했다. 따라서 앙상블은 폭발했고 텍사스의 SpaceX 발사대도 추락했을 때 파괴되었다.
점화 및 시작은 성공
Super Heavy를 탑재한 Starship의 두 번째 시험발사는 2023년 11월 18일 토요일에 이루어졌다. 처음과 달리 이번에는 점화가 완벽하게 작동했다. 발사체의 랩터 엔진 33개 모두가 점화되어 발사대에서 앙상블을 성공적으로 들어 올렸다. 비행 2분 30초 후, 첫 번째 연소 단계의 연료가 모두 소진되었고 비행의 가장 위험한 단계가 곧 시작되었다. 즉, 사용된 첫 번째 연소 단계를 로켓 상부 단계와 함께 스타쉽에서 분리하는 것이다.
이런 분리는 SpaceX가 개발한 소형 Falcon 9와 같은 일반적인 시스템과 달리 로켓의 중간 부분에 의해 유발되는 공압 충격을 통해 발생하지 않는다. 대신 Super Heavy Starship Ensemble은 "핫 스테이징(Hot Staging)"이라고 알려진 방법을 사용한다. 다 타버린 로켓 연소 단계는 6개의 스타쉽 엔진을 점화함으로써만 분리된다. 이 기동이 마지막 테스트 발사 중에 실패했다.
'핫 스테이징'은 됐지만 1차 연소단계 문제
이번에는 핫 스테이징이 작동했다. 스타쉽은 계획대로 엔진을 발사하고 첫 번째 로켓 연소 단계에서 성공적으로 분리되었다. 우주선은 이륙 후 8분쯤 가속을 계속해 고도 150㎞ 안팎에 도달했다. 그 동안, 슈퍼 헤비 스타쉽의 소진된 버너 스테이지는 실제로 통제된 방식으로 지구로 귀환하여 다시 착륙할 예정이었다. 그러나 통제 불능 상태에 빠졌고 결국 멕시코 만에서 폭발했다.
150km 고도에서 우주선이 파괴됨
우주선의 비행도 순조롭게 진행되지는 않았다. 우주 캡슐은 실제로 궤도 고도까지 상승한 다음 지구 궤도를 선회한 후 하와이 앞바다 태평양에 충돌하도록 되어 있었다. 그러나 이륙 9분 만에 지상국과 스타쉽의 일부 통신이 끊겼고, 데이터 전송과 영상 연결도 실패했다. 이륙 후 11분이 지나서 우주선의 자폭 시스템이 작동되었다. 이는 비행경로에서 통제할 수 없는 이탈을 방지하기 위한 것이다.
이에 따라 스타쉽도 폭발했다. SpaceX는 실시간 스트리밍 중에 “우리는 두 번째 로켓 단계를 잃었다”고 보고했다. 그럼에도 불구하고 회사는 2차 테스트 시작을 성공으로 평가하고 있다. SpaceX 창립자 Elon Musk는 이미 로켓이 핫 스테이징을 통과하면 성공이라고 생각할 것이라고 미리 밝혔다. 머스크는 “이것이 비행에서 가장 위험한 부분이다”라고 말했다. 두 번째 테스트 발사가 끝난 후 스페이스X는 “이런 테스트에서 성공은 우리가 배운 것에서 비롯되며, 오늘의 테스트는 스타쉽의 신뢰성을 향상시키는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.
NASA에도 지연과 좌절
그러나 우주선의 파괴와 초중 연소 단계의 폭발은 우주 회사와 NASA 모두에게 여전히 쓰라린 좌절이다. 비행 실패는 우주선 완성의 추가 지연을 의미하며 시간이 많이 걸리는 조정, 전환 및 추가 테스트가 필요하다. 이것이 이루어지기 전에 미국 항공 당국 FAA는 현재 테스트의 상황을 다시 한 번 조사해야 한다. 첫 번째 테스트 비행이 실패한 후 이 테스트는 4개월이 걸렸다.
극단적인 경우 아르테미스 달 탐사 일정이 더 늦어질 수도 있다. 그럼에도 불구하고 NASA의 빌 넬슨 국장은 먼저 시험발사를 축하하며 “오늘 시험비행에서 진전을 이룬 팀들에게 축하를 전한다. 우주여행은 할 수 있다는 정신과 대담한 혁신이 필요한 대담한 모험이다. 오늘의 테스트는 배우고 다시 날아갈 수 있는 기회였다”고 말했다.
출처: SpaceX, CNN, NASA
- 첫 번째 연소 단계에서 분리되는 데 성공했고, 스타쉽은 8분 동안 고도 150km까지 비행
- 접촉 상실로 인해 코스에서 통제할 수 없는 이탈을 방지하기 위해 자폭이 촉발
- Elon Musk는 이미 로켓이 핫 스테이징을 통과하면 성공이라고 생각
- NASA는 이 프로젝트에 40억(한화로 5조 1600억) 달러 투자해
스타쉽(Starship): 2차 테스트 스타트도 폭발하며 종료
첫 번째 발사 단계가 성공적으로 분리된 후 연락 두절돼 자폭 프로그램 실
완전한 성공은 아니지만 한 걸음 더 나아간 세계 최대 로켓인 스타쉽의 두 번째 시험 발사가 또 다시 자폭과 폭발로 끝났다. 첫 번째 시험발사와 달리 이번에는 스페이스X 우주선이 초중형 발사체의 첫 번째 연소 단계에서 분리되는 데 성공했고, 스타쉽은 8분 동안 고도 150km까지 비행했다. 이어 접촉 상실로 인해 코스에서 통제할 수 없는 이탈을 방지하기 위해 자폭이 촉발되었다.
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| ▲ 텍사스의 SpaceX 우주항에서 발사된 후의 120미터 높이의 스타쉽과 슈퍼 헤비 발사체의 앙상블. © 스페이스X |
우주 회사인 SpaceX의 스타십은 최상급 프로젝트다. 길이 70m의 초중형(Super Heavy) 운반 로켓과 로켓 상부 단계가 있는 50m 길이의 우주 캡슐인 실제 스타쉽이 함께 세계에서 가장 큰 로켓을 형성한다. 이는 아폴로 달 탐사의 전설적인 새턴 V(Saturn V)보다 크며 미래에는 사람과 물질을 달과 화성으로 수송할 수 있을 것이다. NASA는 스타십이 미국 달 탐사선 아르테미스의 중요한 부분이 될 것이기 때문에 40억 달러를 투자했다.
그러나 지금까지의 테스트 비행은 전혀 순조롭지 않았다. 스타쉽 상부 단계의 일부 테스트 발사와 2023년 4월 전체 앙상블의 첫 번째 테스트 비행이 폭발로 끝났다. 이 최종 테스트에서 Super Heavy의 모든 엔진이 발사되지 않았으며 로켓의 첫 번째 연소 단계에서 우주선의 분리가 실패했다. 따라서 앙상블은 폭발했고 텍사스의 SpaceX 발사대도 추락했을 때 파괴되었다.
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| ▲ Super Heavy Starship 앙상블(오른쪽)과 다른 로켓의 비교. © FloraFallenrose/CC-by-sa 4.0 |
점화 및 시작은 성공
Super Heavy를 탑재한 Starship의 두 번째 시험발사는 2023년 11월 18일 토요일에 이루어졌다. 처음과 달리 이번에는 점화가 완벽하게 작동했다. 발사체의 랩터 엔진 33개 모두가 점화되어 발사대에서 앙상블을 성공적으로 들어 올렸다. 비행 2분 30초 후, 첫 번째 연소 단계의 연료가 모두 소진되었고 비행의 가장 위험한 단계가 곧 시작되었다. 즉, 사용된 첫 번째 연소 단계를 로켓 상부 단계와 함께 스타쉽에서 분리하는 것이다.
이런 분리는 SpaceX가 개발한 소형 Falcon 9와 같은 일반적인 시스템과 달리 로켓의 중간 부분에 의해 유발되는 공압 충격을 통해 발생하지 않는다. 대신 Super Heavy Starship Ensemble은 "핫 스테이징(Hot Staging)"이라고 알려진 방법을 사용한다. 다 타버린 로켓 연소 단계는 6개의 스타쉽 엔진을 점화함으로써만 분리된다. 이 기동이 마지막 테스트 발사 중에 실패했다.
'핫 스테이징'은 됐지만 1차 연소단계 문제
이번에는 핫 스테이징이 작동했다. 스타쉽은 계획대로 엔진을 발사하고 첫 번째 로켓 연소 단계에서 성공적으로 분리되었다. 우주선은 이륙 후 8분쯤 가속을 계속해 고도 150㎞ 안팎에 도달했다. 그 동안, 슈퍼 헤비 스타쉽의 소진된 버너 스테이지는 실제로 통제된 방식으로 지구로 귀환하여 다시 착륙할 예정이었다. 그러나 통제 불능 상태에 빠졌고 결국 멕시코 만에서 폭발했다.
SpaceX는 "부스터-연소단계가 스테이지 분리 직후 갑작스럽고 계획되지 않은 분해(생각하지 못한 재난)를 경험했으며, 우주선 엔진은 우주로 이동하는 동안 몇 분 동안 계속 연소했다"고 보고했다. SpaceX의 케이트 아이스(Kate Tice)는 생방송 중에 다음과 같이 말했다. “핫 스테이징은 믿을 수 없을 만큼 역동적이었고 부스터가 이 상황에서 살아남지 못할 가능성이 매우 높았다. 이제 우리는 데이터를 분석하고 다음 핫 스테이지 분리를 위해 부스터를 어떻게 개선할 수 있는지 알아내야 한다.”
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| ▲ 2023년 11월 11일 발사 직전 스타쉽의 모습. © 스페이스X |
150km 고도에서 우주선이 파괴됨
우주선의 비행도 순조롭게 진행되지는 않았다. 우주 캡슐은 실제로 궤도 고도까지 상승한 다음 지구 궤도를 선회한 후 하와이 앞바다 태평양에 충돌하도록 되어 있었다. 그러나 이륙 9분 만에 지상국과 스타쉽의 일부 통신이 끊겼고, 데이터 전송과 영상 연결도 실패했다. 이륙 후 11분이 지나서 우주선의 자폭 시스템이 작동되었다. 이는 비행경로에서 통제할 수 없는 이탈을 방지하기 위한 것이다.
이에 따라 스타쉽도 폭발했다. SpaceX는 실시간 스트리밍 중에 “우리는 두 번째 로켓 단계를 잃었다”고 보고했다. 그럼에도 불구하고 회사는 2차 테스트 시작을 성공으로 평가하고 있다. SpaceX 창립자 Elon Musk는 이미 로켓이 핫 스테이징을 통과하면 성공이라고 생각할 것이라고 미리 밝혔다. 머스크는 “이것이 비행에서 가장 위험한 부분이다”라고 말했다. 두 번째 테스트 발사가 끝난 후 스페이스X는 “이런 테스트에서 성공은 우리가 배운 것에서 비롯되며, 오늘의 테스트는 스타쉽의 신뢰성을 향상시키는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.
NASA에도 지연과 좌절
그러나 우주선의 파괴와 초중 연소 단계의 폭발은 우주 회사와 NASA 모두에게 여전히 쓰라린 좌절이다. 비행 실패는 우주선 완성의 추가 지연을 의미하며 시간이 많이 걸리는 조정, 전환 및 추가 테스트가 필요하다. 이것이 이루어지기 전에 미국 항공 당국 FAA는 현재 테스트의 상황을 다시 한 번 조사해야 한다. 첫 번째 테스트 비행이 실패한 후 이 테스트는 4개월이 걸렸다.
극단적인 경우 아르테미스 달 탐사 일정이 더 늦어질 수도 있다. 그럼에도 불구하고 NASA의 빌 넬슨 국장은 먼저 시험발사를 축하하며 “오늘 시험비행에서 진전을 이룬 팀들에게 축하를 전한다. 우주여행은 할 수 있다는 정신과 대담한 혁신이 필요한 대담한 모험이다. 오늘의 테스트는 배우고 다시 날아갈 수 있는 기회였다”고 말했다.
출처: SpaceX, CNN, NASA
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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