항공우주 이야기 (스페이스X 스타십 2차 발사 실패와 기술적 진보)

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  일론 머스크의 스페이스X가 대형 우주선 ‘스타십’(Starship)의 두 번째 시험 발사는 여러 면에서 진전을 보였으나 완전한 성공을 이루지는 못하고 실패로 끝났다.

 

  11월 18일(현지 시각) 스페이스X는 오전 7시 3분 미국 텍사스주 남부 보카치카 해변의 우주 발사시설 ‘스타베이스’에서 스타십을 발사하였다. 첫 번째 발사와는 달리 스타십이 1단 부스터인 슈퍼헤비와 분리되는 데에는 성공하였고, 스타십은 내장된 6개의 엔진이 가동하며 빠르게 우주로 날아올랐다. 하지만 슈퍼헤비는 발사대로 복귀하기 위한 플립 기동을 시도하는 도중, 일부 엔진이 점화되지 않으면서 지정된 경로를 벗어나기 시작하였다. 만약 지구에 슈퍼헤비가 비정상적으로 추락하는 경우는 매우 위험한 상황으로, 비행중단시스템은 슈퍼헤비를 공중에서 자폭시켰다.

 

  분리에 성공한 스타십은 목표 속도까지 가속해야 하나, 연료가 거의 소모될 때쯤 갑자기 교신이 끊어졌고, 스타십 역시 비행중단시스템이 작동하여 공중 폭발한 것으로 확인되었다.

 

  의도한 바를 완전히 성공하지는 못한 발사였으나, 이번 발사의 주요 개선점은 아래와 같다.

 

  1. 33개 랩터 엔진의 완벽한 가동: 이번 발사에서는 33개의 랩터 엔진이 모두 정상적으로 작동하여, 최대 추력으로 상승하였다. 이는 첫 번째 발사 때와의 차이점으로, 이전 발사에서는 일부 엔진이 작동하지 않았던 문제가 있었던 부분이다.

 

 

 

<[그림 1] 모든 엔진이 점화된 슈퍼헤비 (출처: 스페이스X)>
 

 

  2. 핫스테이지 분리의 성공: 이번 스타십 시험 발사에서 주목할 만한 성과 중 하나는 핫스테이지 분리의 성공이다. 핫스테이지 분리는 로켓의 단이 분리되는 동안 상단의 엔진을 가동시켜 가속하는 방식이다. 이는 콜드 스테이지 방식과 대조되는데, 콜드 스테이지에서는 단이 완전히 분리된 후에 상위 단의 엔진이 가동된다. 핫스테이지 분리 방식은 연속적인 추진을 가능하게 하여 로켓의 효율성을 높일 수 있다. 스타십의 경우, 1단 부스터인 슈퍼헤비와 2단인 스타십의 분리 과정에서 이 핫스테이지 분리가 성공적으로 이루어졌으며, 이는 기존의 팰컨 9 로켓과의 주요 차별점 중 하나이다. 이번 성공은 로켓 기술의 발전을 시사하는 중요한 진전으로 평가된다.

 

 

 

<[그림 2] 핫스테이지 분리 장면 (출처: 스페이스X)>

 

 

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원문            이상길[sanggil.lee@kaist.ac.kr]

편집                이승찬[aero_sc@kaist.ac.kr]