스페이스X 스타십 9차 시험 발사: 재사용 로켓의 도전과 교훈

스페이스X의 스타십이 또 한 번 우주로 날아올랐다. 세계 최대 규모의 로켓인 스타십은 재사용 기술과 우주 탐사의 미래를 열기 위한 야심 찬 시험 비행을 계속하고 있다. 지난번 시험 발사에서 아쉬운 결과를 남긴 스페이스X는 이번 9차 시험 발사에서 새로운 도전을 시도했지만, 예상치 못한 문제에 부딪혔다. 스타십 9차 시험 발사의 주요 순간, 그 의미, 그리고 앞으로의 과제를 자세히 살펴본다.

스타십, 우주를 향한 거대한 첫걸음

스페이스X의 스타십은 높이 약 122m에 달하는 세계에서 가장 큰 로켓이다. 이 로켓은 1단 추진체인 수퍼 헤비(Super Heavy)와 2단 우주선(Ship)으로 구성되며, 완전 재사용이 가능한 설계를 목표로 한다. 이는 스페이스X의 주력 로켓인 팰컨9의 재사용 성공 사례를 잇는 프로젝트로, 우주 탐사의 비용을 획기적으로 줄이고 달과 화성으로의 임무를 가능케 하는 핵심 기술이다. 스타십은 단순한 발사체를 넘어, 인류가 우주에서 지속 가능한 삶을 영위할 수 있도록 설계된 미래지향적 우주선이다.

이번 9차 시험 발사는 텍사스주 스타베이스(Starbase) 발사장에서 이루어졌다. 발사 시각은 현지 시간으로 오후 7시 36분, 한국 시간으로는 다음 날 오전 8시 36분이었다. 이번 비행은 특히 수퍼 헤비 부스터의 재사용이라는 중요한 이정표를 세웠다. 7차 시험 발사에서 사용했던 부스터(B14)를 다시 활용하며, 스페이스X는 팰컨9에 이어 두 번째로 재사용 가능한 발사체의 가능성을 입증하려 했다.

 

발사와 분리: 성공적인 초기 단계

발사 후 약 3분 만에 스타십은 중요한 단계를 맞았다. 1단 수퍼 헤비 부스터와 2단 우주선이 성공적으로 분리된 것이다. 이는 로켓의 설계와 엔진 성능이 안정적으로 작동했음을 보여주는 순간이었다. 수퍼 헤비 부스터는 33개의 랩터(Raptor) 엔진으로 구동되며, 이번 비행에서는 29개의 엔진이 이전 비행에서 사용된 재활용 엔진이었다. 부스터는 계획대로 멕시코만에서 실험적인 비행을 수행한 뒤 강한 착륙(hard splashdown)을 시도했다. 스페이스X는 이번 비행에서 부스터를 발사 타워의 ‘메카질라(Mechazilla)’로 회수하지 않고, 대신 다양한 비정상 조건에서의 성능 데이터를 수집하기 위해 멕시코만에 착륙하도록 설계했다.

2단 우주선(Ship 35)은 준궤도에 도달하며 예정된 궤적을 따라 비행을 이어갔다. 이는 이전 7차와 8차 시험 발사에서 2단 우주선이 발사 후 10분 이내에 폭발했던 것과 비교하면 초기 단계에서 큰 진전을 이룬 셈이다. 스페이스X는 이번 비행에서 여러 실험을 계획했는데, 그중 하나가 스타링크(Starlink) 위성과 유사한 크기의 모형 위성 8개를 궤도에 배치하는 것이었다.

 

예상치 못한 문제: 위성 배치와 자세 제어 실패

하지만 모든 것이 순조롭지는 않았다. 스타십은 궤도에서 모형 위성 8개를 배치하려 했으나, 탑재체 문이 열리지 않아 이 임무는 실패로 끝났다. 이는 스타십이 실제 위성을 배치하는 능력을 시험하려는 스페이스X의 계획에 차질을 가져왔다. 또한, 발사 약 30분 후 우주선의 자세 제어에 문제가 발생하며 스타십은 우주에서 통제되지 않은 회전을 시작했다. 스페이스X는 “온전히 착륙할 가능성은 매우 낮다”고 밝히며, 계획했던 인도양에서의 통제된 착륙(soft splashdown)이 어려워졌음을 인정했다.

이러한 문제는 이번 비행의 주요 목표 중 하나인 2단 우주선의 안정적인 재진입과 착륙을 달성하지 못한 결과를 낳았다. 스페이스X는 또한 우주에서 랩터 엔진 하나를 재점화하는 실험을 계획했으나, 자세 제어 실패로 인해 이 실험이 제대로 수행되었는지 여부는 불분명하다. 이 같은 실패는 스타십 프로그램이 여전히 기술적 도전에 직면해 있음을 보여준다.

 

이전 시험 발사의 교훈과 9차 발사의 의미

스타십의 7차와 8차 시험 발사는 모두 2단 우주선의 폭발로 마무리되었다. 7차 비행에서는 발사 후 약 8분 만에 추진제 누출로 인해 폭발이 발생했고, 8차 비행에서는 엔진 문제로 인해 5분 30초경 통신이 끊기며 우주선이 분해되었다. 이로 인해 플로리다 해협과 대서양 일부 지역에 잔해물이 떨어졌고, FAA(미국 연방항공청)는 조사를 진행했다. 스페이스X는 이 조사 결과를 바탕으로 9차 비행을 준비하며, 특히 2단 우주선의 안정성과 열 차폐 기술을 개선하려 했다.

9차 시험 발사는 이전 두 번의 실패를 딛고 몇 가지 중요한 진전을 이루었다. 수퍼 헤비 부스터의 성공적인 재사용과 초기 분리 단계의 안정성은 스페이스X의 재사용 기술이 점차 성숙해지고 있음을 보여준다. 하지만 위성 배치 실패와 자세 제어 문제는 스타십이 여전히 넘어야 할 산이 많음을 시사한다. 스페이스X는 이번 비행에서 수집한 데이터를 바탕으로 다음 비행을 준비할 계획이다. 공식 발표에 따르면, “성공은 배움에서 온다”며, 이번 시험 비행의 데이터가 차세대 부스터와 우주선의 성능 향상에 직접 기여할 것이라고 밝혔다.

 

스타십의 미래: 달과 화성을 향한 꿈

스타십은 단순한 시험 발사체가 아니다. 이 로켓은 스페이스X의 창립자 엘론 머스크가 꿈꾸는 화성 이주와 NASA의 아르테미스 프로그램을 위한 달 착륙선으로 활용될 핵심 기술이다. NASA는 2027년 아르테미스 3 임무에서 스타십의 변형 모델을 달 착륙선으로 사용할 계획이다. 이를 위해 스페이스X는 저궤도에서 연료 보급 기술을 완성해야 하며, 이는 약 10번의 연료 보급 발사가 필요할 것으로 추정된다.

또한, 스타십은 차세대 스타링크 위성 배치와 대규모 화물 운송, 심지어 지구 내 점대점(point-to-point) 운송까지 가능케 할 잠재력을 가지고 있다. 스페이스X는 2025년 안에 최대 25번의 스타십 발사를 목표로 했으나, 이번 실패로 인해 그 목표를 달성하기는 어려울 가능성이 높다. 그럼에도 불구하고, 스타십의 재사용성과 대규모 페이로드 운송 능력은 우주 산업의 패러다임을 바꿀 가능성을 보여준다.

 

앞으로의 과제와 기대

스타십 9차 시험 발사는 성공과 실패가 공존하는 비행이었다. 수퍼 헤비 부스터의 재사용 성공은 스페이스X의 기술력이 한 단계 발전했음을 입증했지만, 2단 우주선의 자세 제어 실패와 위성 배치 문제는 추가적인 개선이 필요함을 보여준다. 스페이스X는 이번 비행에서 얻은 데이터를 분석해 다음 시험 비행에서 더 나은 결과를 도출할 것으로 기대된다.