스페이스엑스, 2단 로켓 모두 ‘젓가락 회수’ 역사적 도전

곽노필의 미래창
14일 15차 시험발사에서 첫 시도
1·2단 모두 발사대로 귀환시키기로
성공 땐 ‘로켓 완전 재사용’ 새 이정표

스페이스엑스의 역대 최강 로켓 스타십의 상단부가 궤도비행을 마치고 발사대로 복귀하는 순간을 묘사한 상상도. 스페이스엑스 제공

일론 머스크가 이끄는 미국의 우주기업 스페이스엑스가 로켓 완전 재사용이라는 최종 관문을 향한 도전에 나선다.

스페이스엑스는 역대 최강 로켓 스타십의 15번째 시험비행을 13일 오후 4시45분(한국시각 14일 오전 7시45분) 미국 텍사스 남부 보카치카 해변의 전용 발사장 스타베이스에서 시도한다고 밝혔다.

스페이스엑스는 이번 비행에서 발사체 1단인 슈퍼헤비 부스터와 2단 상단부 스타십을 모두 발사 지점으로 귀환시켜 회수할 예정이다. 성공할 경우 사상 처음으로 우주 발사체 전체를 회수하는 기록을 세우게 된다. 스페이스엑스는 “성공 땐 스타십을 신뢰할 수 있고 신속하게 재사용 가능한 로켓으로 만드는 데 획기적인 순간이 될 것”이라고 밝혔다.

슈퍼헤비 부스터는 이전과 마찬가지로 이륙 6분30초 후, 스타십 상단부는 약 22시간의 비행을 마친 뒤 발사 지점으로 돌아와 발사대의 기계팔로 포획되는, 이른바 ‘젓가락 회수’ 과정을 거치게 된다.

스페이스엑스는 지금까지 14차례 시험비행에서 1단 슈퍼헤비에 대해 ‘젓가락 회수’를 3차례 성공시킨 바 있다. 머스크는 지난달 3분기 실적을 발표하는 자리에서 “15차 시험비행이 성공한다면 궤도 발사체의 엄청난 기술적 이정표가 될 것”이라며 "이번에 성공하지 못하더라도 결국은 그 목표에 도달할 것”이라고 말했다.

스타십은 이번 비행에서 고도 약 275km 궤도에서 지구를 14바퀴 돈 뒤, 텍사스 남부와 멕시코 북부의 인구 밀도가 낮은 지역 상공을 거쳐 발사 지점으로 돌아온다.

앞서 스페이스엑스는 지난 9월 14차 시험발사에서 처음으로 궤도 비행에 성공했다. 그러나 비행 도중 발생한 엔진 문제로 예정보다 일찍 궤도 비행을 마치고 지구로 돌아왔다. 궤도 비행은 스페이스엑스가 목표로 하는 스타십의 달과 화성 비행에 앞서 통과해야 하는 첫 관문이다.

스타십이 9월28일 14차 시험발사에서 이륙하고 있다. 스페이스엑스 제공

스타링크 위성 26기도 배치…복귀 때 소닉붐 예고

궤도 진입 후엔 14차 시험비행에 이어 두번째로 저궤도 인터넷 군집위성 스타링크의 3세대 위성 26기를 궤도에 배치한다. 스페이스엑스는 “각각의 3세대 스타링크 위성은 기존 위성군에 1테라비트의 용량을 추가하며, 26기 위성을 모두 합치면 팰컨9 로켓으로 2세대 스타링크 미니 위성을 약 10번 발사하는 것과 같은 효과를 낸다”고 밝혔다.

스타십의 열 차폐막 성능을 검증하기 위해 3대의 위성에는 카메라를 탑재해 스타십의 열 차폐막 상태를 촬영한다. 스타십은 대기권 재진입 후 발사대 상공에 다다르면 랩터 엔진 3개를 점화해 기체를 똑바로 세운 뒤 수직하강해 기계팔에 안착하게 된다.

스페이스엑스는 발사대 지점 인근 주민들은 한 차례 이상의 소닉붐을 들을 수 있을 것이라고 밝혔다. 소닉 붐은 음속보다 빠르게 비행할 때 발생하는 짧고 천둥 같은 소음을 뜻한다.

스페이스엑스는 만약의 상황에 대비한 안전 대책도 세웠다. 상승 도중 문제가 생기면 인도양 해상으로 착수시키고, 궤도 비행 중 이상이 발생할 경우엔 하와이 또는 칠레 주변 지정 해역에, 대기권 재진입 중 문제가 생기면 기체가 공중 분해되도록 하며, 최종 포획 단계에선 멕시코만(아메리카만) 지정 해역으로 돌려 착수시킬 예정이다.

역대 가장 크고 강력한 로켓인 3세대 스타십은 1단 슈퍼헤비(높이 72.3m)와 2단 스타십(높이 52.1m)으로 구성돼 있다. 총 길이가 124.4m로 일반 아파트 기준으로 40층이 넘는 높이다. 둘 다 재사용할 수 있도록 설계됐다. 엔진 수는 1단 슈퍼헤비에 33개, 2단 스타십에 6개를 합쳐 모두 39개다.

1단 슈퍼헤비의 추력은 약 8200톤으로, 1960년대 아폴로 우주선을 달에 보낸 새턴5 로켓은 물론 새로운 달 착륙 프로그램 아르테미스에 쓰이는 에스엘에스(SLS) 로켓보다 2배 이상 강력하다. 한 번에 100톤의 화물을 우주에 실어나를 수 있다.

스타십 2023년 4월 첫번째 시험비행 이후 지금까지 14차례 시험발사 중 9번은 성공했고, 5번은 실패했다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr