‘아파트 40층 높이’ 최강 로켓 스타십, 지구 궤도 약 2바퀴 돌고 귀환

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일론 머스크가 이끄는 미국의 우주기업 스페이스엑스가 개발 중인 역대 최강 우주발사체 스타십이 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.

스페이스엑스는 28일 오전 7시48분(한국시각 오후 9시48분) 텍사스 보카치카해변의 전용 발사장 스타베이스에서 스타십을 발사했다. 스타십은 이륙 2분20여초만에 1단 슈퍼헤비와 분리된 뒤, 고도를 계속 올려 발사 25분 후 고도 275km 궤도에 진입하는 데 성공했다. 6개의 엔진 중 하나가 고장나면서 한때 궤도 진입을 하지 못할 것으로 예상했으나 나머지 엔진을 더 오랜 시간 점화해 문제를 해결했다.

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애초 이날 비행의 목표는 지구 상공 275㎞ 궤도에 진입해 10시간 동안 지구를 6바퀴 돌고난 뒤 칠레 서쪽 태평양에 착수하는 것이었다. 그러나 엔진 고장 여파로 지구 궤도를 두 번 채 돌지 못하고 귀환했다. 스타십은 발사 3시간여 뒤 하와이 인근 북태평양에 착수했다. 착수 직후 연료에 불이 붙으면서 화염 폭발과 함께 첫 궤도비행을 마쳤다.

1단 슈퍼헤비 부스터는 이전과 마찬가지로 7분 후 아메리카만(옛 멕시코만) 해상에 착수했다. 33개 엔진 중 하나가 상승 도중 고장나는 등 문제가 일부 있었지만 전 과정이 비교적 부드럽게 진행됐다.

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팰컨9 로켓으로 10번 발사하는 것과 같아

궤도비행은 불안했지만 저궤도 인터넷위성 스타링크 3세대(V3) 26기의 궤도 배치는 순조롭게 이뤄졌다.

스타십을 이용해 실제 위성을 운용 궤도에 배치한 것은 이번이 처음이다. 위성들은 스타십이 궤도에 진입한 후 30분에 걸쳐 순차적으로 사출됐다. 스페이스엑스는 사출 직후 위성과의 교신에도 성공했다고 밝혔다. 이번 스타링크 위성 배치는 지난 6월 뉴욕증시 상장 후 스타십이 처음으로 수익을 창출하는 상업비행이다.

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3세대 스타링크 위성은 초당 1Tb(테라비트) 규모의 통신 용량을 갖고 있다. 이에 따라 이번 발사로 스타링크는 초당 26테라비트의 용량이 추가된다. 이는 현재 팰컨9 로켓으로 1회 발사하는 2세대 미니 스타링크 위성 용량의 약 10배에 이르는 규모다. 한 번 발사로 팰컨9 10번을 발사하는 것과 같은 효과를 내는 셈이다.

2027년 아르테미스 3호 시험비행 영향은?

이날 발사는 미국항공우주국(나사)의 아르테미스 유인 달 착륙 임무를 수행할 수 있는 성능을 갖춘 3세대 스타십의 세번째 발사였다. 그러나 첫 관문인 궤도 비행이 불안한 출발을 보임에 따라 내년 하반기로 예정된 아르테미스 3호 시험 비행 일정에도 차질이 빚어질 가능성이 있다. 나사는 아르테미스 3호 시험비행에서 나사의 오리온 우주선과 스타십의 저궤도 도킹을 시험할 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.

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스타십 개발은 2019년 4월 소형 시제기 스타호퍼 시험비행을 시작으로 구체화돼, 2023년 4월 1단 슈퍼헤비와 2단 스타십이 결합된 완전체 스타십의 첫번째 시험비행이 이뤄졌다. 2024년 10월 5차 시험발사에선 발사한 슈퍼헤비를 다시 발사대로 복귀시켜 로봇팔(메카질라)를 이용해 포획하는 이른바 ‘젓가락 회수’ 기술에 성공하는 극적인 장면을 연출해 화제를 모았다. 이번을 포함해 14차례 시험발사 중 9번은 성공했고, 5번은 실패했다.