2029年 人類의 華城 進出을 위한 主力 宇宙船인 스페이스X의 ‘스타십’李 4月 20日(現地 時間) 美國 텍사스州에서 첫 地球 軌道 試驗飛行에 나섰지만 離陸한 지 4分餘 만에 暴發했다. 일론 머스크가 이끄는 스페이스X 側은 로켓이 計劃된 軌跡을 벗어날 境遇 地上의 사람이나 構造物에 對한 危險을 防止하고자 스스로 暴發하는 메커니즘인 飛行終了시스템(FTS)이 作動한 것으로 보인다고 發表했다.

빨리 失敗, 빨리 改善

스타십은 推進體가 들어 있는 大型 燃料탱크人 슈퍼 헤비 부스터와 사람이나 貨物을 運送하는 船體로 이뤄져 있다. 離陸 後 河否認 슈퍼 헤비 부스터에 있는 엔진 33個 中 一部가 故障 나면서 로켓 시스템의 分離가 제대로 進行되지 않은 것으로 보인다. 이 때문에 最大 機械的 應力을 받는 飛行 地點인 ‘最大 Q’를 通過했으나 39㎞ 高度에서 불덩어리로 飛行을 끝낸 것이다.

빌 넬슨 美國航空宇宙局(NASA) 局長은 트위터를 통해 스페이스X에 祝賀 人事를 건네며 “歷史를 통틀어 모든 偉大한 業績에는 어느 程度 計算된 危險이 必要하다”면서 “큰 危險에는 큰 補償이 따르기 때문”이라고 말했다. 스타십은 올해 豫定된 民間 宇宙旅行에서 搭乘客 11名을 싣고 달 旅行을 떠나기로 豫定돼 있다. NASA 또한 스페이스X의 스타십 開發을 支援하고 있다. 아르테미스 프로그램의 一環으로, 빠르면 2025年 宇宙飛行士를 달에 着陸시키기 위해 스페이스X와 29億 달러(藥 3兆8600億 원) 規模의 契約을 맺었다. 그동안 스타十義 一部 機能이 테스트됐으나 4月 發射는 스타十義 全體 分離를 進行하는 最初 統合 試驗飛行이었다. 이番 爆發은 머스크의 가장 큰 野望인 ‘宇宙로 사람들을 運送하는 것’이 現實的으로 얼마나 먼 未來인지를 알게 했다. 하지만 머스크는 스타십 爆發 以後 職員들에게 보낸 e메일에서 “올해 안으로 스타십을 宇宙 軌道에 쏘아 올릴 수 있을 것 같다. 올해 못 한다면 來年엔 確實히 可能하다. 火星, 우리가 간다!”고 적었다.

勿論 商業用 로켓이 첫 發射에 成功하는 境遇는 거의 드물다. 스페이스X의 첫 番째 로켓인 팰컨(Falcon) 1 또한 3番의 失敗 後 네 番째 試圖에서 마침내 軌道에 到達했다. 무엇보다 테스트에 對한 스페이스X의 哲學은 多少 非凡하다. 問題가 있으면 빨리 失敗하고 原因을 찾아 다음番 로켓에서 解決하는 것을 選好한다. NASA 같은 傳統的인 組織이 發射를 試圖하기 前 可能한 問題들을 신중하게 識別하는 데 많은 時間을 쓰는 것과는 사뭇 다른 方式이다.

스타십으로 火星에 人間 運搬

스페이스X는 2002年 創立 以來 20餘 年이라는 짧은 歷史에도 宇宙産業을 변화시키고 있다. 머스크는 火星 進出과 더 低廉한 宇宙旅行 實現을 目標로 팰컨 9 및 팰컨 헤비 로켓, 크루 드래건 宇宙船, 스타십 等을 開發해왔다. 팰컨 로켓은 民間企業이 國際宇宙停車場(ISS)으로 貨物을 發射하는 最初 로켓이 됐다. 팰컨 9 또한 놀라운 發展으로 人工衛星은 勿論, 貨物과 사람을 宇宙로 보내고 있다. 크루 드래건 宇宙船 또한 有人宇宙船으로 設計된 最初 民間 宇宙船으로, 宇宙飛行士를 ISS로 運送하는 任務를 遂行하고 있다.



스타십은 달과 火星에 人間이나 貨物을 運搬하는 로켓으로, 華城 進出에 必要한 主力 宇宙船 役割을 할 豫定이다. 머스크가 火星 植民地化를 追求하는 理由는 核戰爭이나 小行星 衝突로 地球가 滅亡할 境遇에 對備해 人類를 保存하기 위해서다. 머스크는 2005年 코드名 ‘BFR’(Big Fucking Rocket)이라는 巨大한 로켓을 만들겠다는 計劃을 밝힌 뒤 스타십 開發을 推進했다. 火星 進出 計劃에서 大型 로켓 開發이 가장 重要한 理由는 地球에서 火星에 이르는 長距離 宇宙旅行에 最大限 많은 人員을 이동시킬 수 있기 때문이다. 스타십은 正常的으로 作動할 境遇 只今까지 開發된 로켓 中 가장 强力한 로켓이 된다. 높이 約 120m에 무게 490萬㎏, 搭載量은 最大 150t에 達한다. 數十 名을 輸送할 수 있는 搭載量이다. 또 스타十義 지름은 9m로, 지름이 6.5m인 제임스웹 宇宙望遠鏡보다 더 큰 超大型 望遠鏡도 運搬할 수 있는 넉넉한 크기다.

스타십 부스터는 33個의 個別 랩터(raptor) 엔진으로 構成돼 있다. 스페이스X는 그동안 팰컨 로켓 等에 들어가는 엔진 性能을 높이고자 硏究에 힘써왔다. 랩터 엔진은 旣存 팰컨 로켓에 비해 推力(發射體를 밀어 올리는 힘)을 3倍 以上 生成한다. 그 結果 스타십은 50餘 年 前 宇宙飛行士를 달에 보낸 로켓 새턴V와 比較하면 2倍 以上인 約 7700t의 推力을 낸다. 最近 NASA가 아르테미스 프로그램의 一環으로 開發한 新型 大型 로켓 SLS가 4000t, 스페이스X의 또 다른 로켓 팰컨 헤비가 約 2230t의 推力을 내는 데 비해 월등한 性能이다.

燃料 充電 挑戰 課題

스페이스X는 로켓 開發에 ‘再使用’이라는 槪念을 導入했다. 팰컨 9 로켓은 發射 後 一部만 地球로 돌아오는 反面, 스타십은 完全히 再使用할 수 있도록 設計됐다. 發射 後 슈퍼 헤비가 船體 部分과 分離돼 다시 使用될 수 있도록 安全하게 地上에 着陸하는 것이다. 그동안 스타십은 自體 엔진을 點火해 사람이나 人工衛星, 또는 貨物을 軌道로 運搬했다. 또한 스페이스X는 宇宙로의 移動 費用을 한層 低廉하게 만드는 데도 一助하고 있다. 國家 次元에서 進行하던 旣存 宇宙旅行을 民間 商業業體가 主導하면서 多樣性을 追求하고 費用을 낮추는 데 寄與하고 있는 것이다. 一例로 NASA의 SLS는 한 番 發射하는 데 約 41億 달러(藥 5兆4500億 원)가 所要되는 것으로 分析된다. 反面 스페이스X에 따르면 스타십은 한 番 發射에 最少 100萬 달러(約 13億3000萬 원)까지 費用을 줄일 수 있을 것으로 보인다.

스페이스X의 目標는 人類를 多重行星種(Multiplanetary Species)으로 擴張하는 것이다. 머스크는 華城 같은 새로운 行星에 基地를 세울 수 있다면 人類가 地球를 떠나서도 存續 可能하다는 SF的인 想像을 具體化해왔다. 自體 宇宙技術로 먼저 달에 進出한 뒤 이르면 2029年 人類가 火星에 첫발을 내딛는 것을 目標로 한다. 그리고 빠르면 2050年까지 火星에 自給自足이 可能한 100萬 名 規模의 都市를 세우겠다는 計劃을 推進하고 있다.

이를 實現하기 위한 超强力 로켓인 스타십은 무엇보다 넉넉한 搭載 規模로 먼 宇宙로의 接近性을 열어준다. 한 番에 100名 以上을 宇宙로 실어 나르고, 그곳에 都市를 세우는 데 必要한 貨物 100萬t을 빠른 期間 內 보내는 것이 可能하다면 SF映畫에서나 想像했던 火星으로의 居住地 移動이 可能할 수 있다.

深宇宙에서 宇宙船에 燃料를 補給할 方法을 찾는 것은 매우 重要한 問題다. 微細 重力 環境에서 로켓에 燃料를 補給하는 作業은 以前에 遂行된 적이 없으며, 使用되는 超低溫 推進劑는 몇 가지 큰 問題를 일으킬 수 있다. 그런 點에서 스페이스X가 로켓 推進體를 液體 水素와 메탄 等을 燃料로 使用하고 再發射되도록 設計한 것은 宇宙 進出을 위해 具現한 까다로운 技術이다. 그렇게 된다면 太陽系 周邊에 燃料 普及 倉庫를 設置하고 行星에서 行星으로 移動하도록 支援할 수 있다. 그윈 숏웰 스페이스X 最高運營責任者(COO)는 2月 美國 워싱턴D.C.에서 열린 産業 콘퍼런스에 參席해 “宇宙에서 燃料 普及은 確實히 어려운 일”이라며 “로켓을 軌道에 進入시키는 일 다음으로 燃料 再充電은 큰 挑戰이 될 것”이라고 說明했다. ?

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