'젓가락 팔'로 로켓 잡아 회수…스페이스X 우주선, 5차 시험비행 성공

일론 머스크의 우주기업 스페이스X가 달·화성 탐사를 목표로 개발한 대형 우주선 스타십(Starship)이 13일(현지시간) 다섯 번째 지구궤도 시험비행을 성공적으로 마무리했다. 특히 처음으로 시도된 ‘젓가락 팔’ 장비를 이용한 대형 로켓 회수에도 성공해 스타십 개발 가도에 큰 이정표를 세웠다.

스타십은 이날 오전 7시25분 텍사스주 남부 보카치카 해변의 우주발사시설 ‘스타베이스’에서 발사됐다. 스페이스X는 이 장면을 온라인으로 생중계했다.

발사 이후 약 3분 만에 전체 2단 발사체의 1단 부분인 수퍼헤비 로켓이 상단 우주선 스타십에서 순조롭게 분리됐다. 발사 약 7분 만에는 1단 로켓 추진체인 수퍼헤비가 우주에서 지구로 돌아와 수직 착륙하는 데 처음으로 성공했다.

13일(현지시간) 미국 텍사스주 남부 보카치카 해변의 우주발사시설 ‘스타베이스’에서 일론 머스크의 우주기업 스페이스X의 대형 우주선 스타십이 성공적으로 발사된 뒤 7분 후 1단계 로켓 추진체인 수퍼헤비가 우주에서 지구로 돌아와 발사탑의 ‘젓가락 팔’에 잡혀 착지하고 있다. 로켓 추진체가 수직 착륙한 건 처음이다. 사진 스페이스X 방송 캡처

수퍼헤비 착륙에는 발사탑의 ‘젓가락 팔’이 사용됐다. 수퍼헤비를 지상에서 떨어진 공중에서 잡는 획기적인 기술이다. 스페이스X는 처음으로 이 기술을 시도해 성공했다. 수퍼헤비를 젓가락 팔로 잡아 파손 없이 온전히 회수함에 따라 스페이스X는 그동안 목표한 수퍼헤비 로켓 ‘재활용’을 실현할 수 있게 됐다.

수퍼헤비는 지상의 발사탑 쪽으로 근접하면서 엔진에서 불을 뿜어내며 역추진하는 방식으로 속도를 급격히 줄였고, 젓가락 모양으로 평행한 구조의 대형 로봇팔 2개는 대형 로켓을 붙잡아 무사히 발사대에 거치했다. 이 젓가락 로봇팔은 영화 속 괴물 고질라에서 이름을 따 메카질라(Mechazilla)로도 불린다.

앞서 스페이스X는 자사 엔지니어들이 추진체 포착 시도를 위해 수년간 준비하고 몇 개월간 시험을 거쳤다고 설명한 바 있다.

수퍼헤비가 계획대로 착지에 성공하자 스페이스X 엔지니어들은 일제히 손뼉을 치며 환호성을 질렀다.

아울러 수퍼헤비가 분리돼 착지하는 동안 스타십의 2단부인 우주선도 약 75분간의 계획된 비행에 성공했다.

스타십 우주선은 시속 2만6225㎞ 안팎으로 고도 210㎞에 도달해 예정된 지구 궤도 항로를 비행한 뒤 발사 40여분간 지난 시점부터 고도를 낮추며 대기권에 재진입해 바다에 착수(스플래시 다운), 폭발 없이 비행을 마쳤다.

스타십의 시험비행은 우주비행사가 탑승하거나 화물이 적재되지 않은 무인 비행이었다.

스페이스X는 지난해 4월과 11월, 올해 3월과 6월 등 네 차례에 걸쳐 스타십의 지구궤도 시험비행을 시도했으나 모두 완전히 성공하지는 못했다.

지난해 두 차례 시험비행에서는 우주선이 발사 후 각각 4분, 10분 만에 폭발했고, 3차 비행에서는 스타십이 48분여간 비행하며 예정된 궤도에는 도달한 뒤 목표 지점에 낙하하는 데 실패한 채 실종됐다. 지난 6월 4차 비행에서는 스타십이 예정된 비행에는 성공했지만, 대기권에 재진입하는 과정에 기체가 상당한 정도로 파손된 바 있다.

그에 비하면 이날 5차 시험비행은 주요 목표를 달성하며 현재까지 가장 성공한 스타십 비행 기록으로 남게 됐다.

수퍼헤비 로켓은 정상적으로 작동할 경우 추진력이 1700만 파운드에 달해 역대 가장 강력한 로켓으로 평가된다. 미국 항공우주국(NASA)이 보유한 발사체 중 가장 힘이 센 ‘우주발사시스템’(SLS·추진력 880만 파운드)보다 2배 강력하다.

또 2단 우주선도 별 파손 없이 목표 지점에 연착륙하는 데 성공했다.

스페이스X는 향후 2단 우주선도 온전히 회수해 재사용하는 단계까지 발전시킨다는 계획이다.

머스크는 비행이 끝난 뒤 엑스(X·옛 트위터)에 “스타십이 목표지점에 정확히 착륙했다”며 “두 가지 목표 중 두 번째 목표가 달성됐다”고 썼다. 이어 “(인류가) 여러 행성에서 살 수 있게 하기 위한 큰 발걸음이 오늘 이뤄졌다”(Big step towards making life multiplanetary was made today)고 자평했다.

머스크는 화성을 개척해 인류가 이주할 수 있게 한다는 목표로 스타십을 개발해 왔다. 이 우주선은 미 항공우주국(NASA)이 반세기 만에 인류를 달에 보내려고 추진하는 ‘아르테미스’ 프로젝트 3단계 임무에도 사용될 예정이다.

스타십은 길이 50m, 직경 9m로 내부에 150t까지 적재할 수 있도록 만들어졌으며, 이 우주선을 쏘아 올리는 역대 최대 로켓 수퍼헤비(길이 71m)와 합체하면 발사체의 총길이는 121m에 달한다.

한영혜 기자 han.younghye@joongang.co.kr