머스크의 '스타십' 지구궤도 비행 성공…NASA "큰 진전 이룰 것"

매머드급 로켓 스페이스X '스타십' 3번째 시도
길이 120m 사상 최대 규모
100명가량 동시 탑승 가능
2026년 아르테미스 3호에 투입

미국 민간우주 기업 스페이스X가 매머드급 로켓 ‘스타십’을 우주 지구궤도에 올리는데 성공했다. 시속 2만6000㎞가 넘는 속도로 고도 200㎞ 이상의 궤도에 도달해 30여분간 비행한 것이다. 다만 대기권 재진입 과정에서 교신이 끊겨 완벽한 마무리 단계에서 아쉬움을 남겼다.

스타십은 14일 미 중부시간 기준 오전 8시25분(한국시간 오후 10시25분) 발사됐다. 무인 시험 비행으로 진행된 이번 발사는 텍사스주 남부 보카치카 해변에 있는 스페이스X의 우주 발사시설 ‘스타베이스’에서 이뤄졌다. 스페이스X는 발사 전부터 소셜미디어 X(트위터)를 통해 비행 과정을 생중계했다.

이륙 3분 뒤 스타십은 고도 77㎞에서 전체 2단 발사체의 하부 로켓이 순조롭게 분리됐고, 15분 만에 대기권 밖 우주로 솟구쳤다. 이후 약 220㎞ 고도에서 시속 2만6000㎞ 내외로 지구 궤도를 비행하는 데 성공했다. 당초 스페이스X는 스타십을 고도 240㎞에 도달시킬 계획이었는데, 목표에 거의 근접했다.

스타십은 우주 공간에서 예정됐던 임무들도 성공적으로 수행했다. 스페이스X는 우주여객선으로 활용되는 스타십의 특성을 살려 우주 비행 중 화물칸 문을 개폐해보거나, 낙하 비행 중 우주선 내부에서 추진제(연료)를 옮기는 우주 급유 관련 시험을 진행했다.

실제로 스타십은 우주 공간에서 2만㎞ 이상의 속도로 비행하면서 추진제를 이송하는 작업을 무사히 마쳤다. 우주공간에서 기체의 문을 여닫는 데에도 성공했다.

스타십은 발사된지 약 47분께부터 지구 대기권 진입에 나섰다. 이 과정에서 기체와 대기권 사이에서 강력한 마찰이 발생하며 플라즈마 현상이 나타나는 장면까지도 지상에 전송됐다. 하지만 이후 스타십이 보내오는 화면에 심한 노이즈가 생기다가 연결이 끊겼고, 이후 지상과의 통신이 두절됐다.

이에 대해 스페이스X는 스타십이 대기권 재진입 과정에서 자사의 위성 인터넷 서비스인 스타링크와 연결이 끊겼다고 설명했다. 다만 스타십이 정해진 경로를 이탈해 자폭했는지, 대기권에서 불타 없어졌는지 여부 등은 아직 확인되지 않았다.

스타십이 예정대로 인도양에 착수(着水)하지는 못했으나 스페이스X와 미 항공우주국(NASA)은 이번 발사를 성공적으로 수행했다고 판단했다. 빌 넬슨 NASA 국장은 자신의 소셜네트워크서비스(SNS)에 "스페이스X의 성공적인 시험 비행을 축하한다"며 "우리는 함께 아르테미스를 통해 인류를 달로 돌려보내고, 또 화성을 바라보면서 큰 진전을 이루게 될 것"이라고 밝혔다. 일론 머스크는 시험 발사 후 "스타십은 우리의 삶을 '다행성'으로 만들게 될 것"이라고 자축했다.

이번 3차 발사는 실제 우주공간에 진입해 40분 이상 비행하고, 우주 공간 내에서 각종 임무까지 수행했다는 점에서 1, 2차 발사 때보다 진전된 성과를 냈다는 평가다.

스타십은 일론 머스크가 달과 화성에 사람과 화물을 보낸다는 목표 아래 스페이스X를 설립하고 수년간 개발해온 우주선이다. 총 2단부로 구성된 이 로켓은 ‘슈퍼헤비’라는 이름을 가진 1단부 위에 ‘스타십 우주선’으로 불리는 2단부를 얹은 모양새다. 특히 5명 내외의 우주인만 탑승할 수 있는 기존 로켓과 달리 동시에 100명가량을 실어 나를 수 있다는 특징이 있다.

스타십은 지금까지 인류가 만든 로켓 가운데 가장 크다. 길이가 120m로, 아파트 40층 높이와 맞먹는다. 이전까지 인류가 제작한 가장 큰 로켓은 1960~1970년대 아폴로 계획 때 쓰인 길이 110m짜리 ‘새턴 5호’였다. 스타십은 지구 중력을 뿌리치고 날아오르는 추력이 무려 7590t에 달한다. 지금까지 선보인 로켓 중 가장 강한 추력을 지닌 ‘우주발사시스템(SLS· 3900t)’의 두 배에 달한다. SLS는 2022년 11월 향후 인간이 탈 우주선과 같은 모델인 ‘아르테미스 1호’를 달 근처까지 비행시키는 데 사용됐다.

스타십은 지난해 4월 첫 비행 당시 1단 부스터에서 분리되지 못하고 폭파됐다. 같은 해 11월 두 번째 발사에선 로켓의 2단 분리에 성공했고, 로켓 아래 부스터인 슈퍼헤비는 33기의 엔진이 모두 정상적으로 불을 뿜으면서 이륙했다. 발사 2분47초가 지난 시점에 로켓 윗부분인 ‘스타십 우주선’의 6개 엔진이 정상 점화됐지만, 발사 후 8분께 통신이 끊겨 안전을 위해 결국 폭파했다. 이번 발사에선 총 17개 결함과 관련한 설계가 수정됐다. 부스터에서 7개, 스타십 우주선에서 10개 설계가 수정 반영됐다.

이번 스타십의 우주 지구궤도 진입 성공으로 인류는 우주 진출을 위한 대형 교통수단을 얻었다. 스타십은 2026년 예정된 미 항공우주국(NASA)의 아르테미스 3호 임무에 투입돼 달 착륙선으로 사용될 예정이다. 이 프로젝트에는 우주비행사 2명이 탑승한다. 이후 스페이스X는 스타십으로 화성에 2050년까지 100만 명을 이주시킨다는 계획이다.

강경주 기자 qurasoha@hankyung.com