[20년12월] SpaceX 소식: 스타쉽SN8 폭발등
달과 화성 탐사 위해 개발 중인 스타쉽 -8(SN-8), 착륙 시 폭발
2020년 초, 예상치 못한 COVID-19 바이러스로 인한 갑작스러운 팬데믹 현상으로 인하여, 세계 경제가 얼어붙었다. 단순하게 경제만 얼어붙은 것이 아니고, 과학자, 공학자들 간의 교류의 장도 대폭 축소가 되었으며, 이로 인한 학회, 전시회 등도 대부분 진행되지 못했다. 흔히 말하는 언택트의 시대로의 전환을 맞이한 것이다.
기존에 흥하던 사업은 이제 언제 다시 찾아올지 모르는 호황을 기다려야 하는 처지에 놓인 반면, 비대면 사업이 급속하게 팽창하였다. 그리고 그중에 갑작스럽게 폭발적으로 주가가 튄 업체가 하나 있다(주가가 2020년에만 10배가 뛰었다고 함). 바로 2020년에 최초로 50만 대의 판매를 달성한 미국의 전기자동차 회사 Tesla(테슬라)가 바로 그 주인공이다. 테슬라의 창업자는 일론 머스크가 아니지만, 일론 머스크는 현재 테슬라의 최고책임자이다 (테슬라의 역사에 대하여 궁금하신 분들은 테슬라모터스 (을유문화사, 찰스 모리스 저)를 읽어보시면 자세한 역사를 아실 수 있음).
하지만, 일론 머스크가 자동차 회사 테슬라보다 더욱 직접적으로 관여를 하는 회사가 있다. 2002년 3월 14일에 설립한 회사이며, 아직까지 상장되지 않은 회사이며, 본인이 일주일에 2일 이상 출근하여 일하는 회사가 있다. 바로 Space Exploration Technologies Corp, 흔히 줄여서 SpaceX(스페이스엑스)라고 불리는 우주발사체(로켓) 개발회사다. 현재 스페이스엑스가 내세우는 대표적인 로켓은 지구 상에서 유일하게 재사용이 가능한 팔컨-9 이 있으며, 올해 5월에는 2명, 11월에는 4명의 우주인을 국제 우주정거장으로 성공적으로 이송하는 것에 성공을 하였다.
SpaceX의 Falcon-9 우주발사체 발사 장면앞으로 본 브런치에서는 일론 머스크와 스페이스엑스, 그리고 그 외의 우주개발업체 및 동향에 대한 얘기를 쓰고자 한다. 그리고 너무 우주개발 얘기만 하면 재미가 없으니까, 커피(Coffee)와 커피 장비 관련된 얘기도 아주 가끔씩 쓰고자 한다.
미국 시간 2020년 12월 9일 (수) 오후에 스페이스엑스는 Starship(스타쉽)이라는 새로운 형태의 로켓의 8번째 모델 (Starship No. 8, 이하 SN8)을 미국과 멕시코의 동부지역 국경 근처인 텍사스주 Boca Chica의 발사장에서 시험 발사하였다. 이번 발사의 목적은 고도 12.5 km까지 올라갔다가 다시 발사한 곳 인근의 착륙지점으로 돌아오는 것이었다. 실제로 어떠한 궤도와 형태로 진행이 될지는 철저하게 베일에 쌓여있고, 발사 당일 NASA와 스페이스엑스 유튜브 생방송 라이브 스트림을 통하여 확인을 할 수 있었다.
Boca Chica 발사장에서 막 이륙한 SpaceX의 SN8우선 SN8 하부에는 3기의 랩터 엔진이 장착되어있었는데, 렙터 엔진 3기의 동시 점화로 발사대로부터 이륙을 하였으며, 이륙 후 목표 고도에 도달한 후에는 연소 엔진의 개수를 조절하면서 낙하하다가 헤드핀과 테일핀을 사용하여 메뉴버링을 진행하여 비행기처럼 날아가는 형태로(수직에서 수평으로) 바꾸더니 (아래 사진), 지상에 거의 도달할 때쯤에는 다시 수평에서 수직(엔진 부분이 최하단에 위치)으로 방향을 바꾸면서 3기의 엔진 추력을 풀로 작동하였으나, 엔진의 추력이 예정된 만큼 도달하지 못한 관계로 바닥에 부닥치면서 터지고 말았다.
비행기처럼 메뉴버링을 하는 SpaceX의 SN8.
착륙 시 충분한 추력(엔진의 힘)을 얻지 못하여 폭발하는 SN8. 로이터통신 자료 SN8의 총 비행시간은 6분 40초 정도였으며, 일론 머스크는 SN8의 폭발 후 그의 트위터에 "성공적인 이륙, 헤드탱크로의 전환, & 착륙 지점으로의 정확한 플립 제어!"라고 트윗을 날렸다. 추가적인 트윗으로는 " 연료 헤드탱크의 압력이 착륙 점화 시 낮았고, 이는 터치다운 속도가 지나치게 높도록 야기하였고, & RUD (Rapid Unscheduled Disassembly, 비행기나 로켓의 폭발을 의미). 하지만 우리는 우리가 필요로 하는 모든 데이터를 획득했음. 스페이스엑스 팀에게 축하를~"을 날렸다.
그리고.. 며칠 뒤 스페이스엑스 관련 사이트들에는 몇 장의 새로운 사진들이 올라왔는데, 바로 SN9이 이미 조립동에서 조립을 마쳤다는 소식을 전해주었으며, 20년 12월 말에는 아래와 같이 발사대에 이송을 완료한 SN9의 사진까지 게재를 하였다.
SpaceX의 발사대에 SN9이 세워져 있는 사진.앞으로 차근차근 스페이스엑스의 우주개발 방법에 대하여 언급을 하겠지만, 이 사진을 보고는 많은 사람들이 놀라지 않을 수 없었다. 스페이스엑스는 거금을 들여 개발한 SN8이라는 모델의 비행시험을 실패하였다. 그렇다면 응당 SN8 개발 실패의 원인을 분석하고, 그에 대한 해결책을 깔끔하게 완료한 뒤에 SN9 조립을 해야 하는 거 아닌가?라는 생각을 일반인들은 가질터인데, 스페이스엑스는 SN8와 거의 병렬적으로 SN9의 조립을 진행하였으며, 폭발 2주 만에 SN9를 SN8이 발사를 했던 발사대로 이송을 완료해버렸다.
하... 이는 일반적인 개발 방법에 익숙한 공학자, 과학자, 개발자들에게는 감히 상상조차 할 수 없었던 제조방법의 혁신이다.
그렇다면 일론 머스크의 스페이스엑스는 왜 기존의 로켓과는 전혀 다른 형태의 Starship을 개발하고 있으며, 그 목적은 과연 무엇인가?
Starship의 1차 목적은 아래 사진에서 보이듯 달 착륙선이다. 미국 트럼프 행정부는 1970년대 초 중단된 아폴로 프로그램의 후속 사업으로 아르테미스 프로그램을 착수하였다 아르테미스 프로그램은 2024년까지 달에 우주인을 보내는 것을 목적으로 하고 있으며, 그 프로그램을 위한 우주선 이송 업체들 중 하나로 스페이스엑스를 선정하였다. 그리고 스페이스엑스는 이미 아래와 같은 달 착륙선의 렌더링을 공개한 바 있다.
SpaceX가 공개한 Starship 기반의 달 착륙선그렇다면 2차 목적은 무엇인가? Starship의 궁극적 목적은 화성 탐사용이다. 화성에 단순하게 화물이나 탐사선을 보내는 것뿐만 아니라, 사람까지 보내는 것이 목적이다. 애초에 일론 머스크가 스페이스엑스를 설립했던 가장 큰 이유가 기존의 우주회사를 이용하여 화성에 무엇인가를 보내고자 할 때 너무 가격이 비싸기 때문에, 본인이 직접 우주개발회사를 만들어 가격을 혁신적으로(기존의 1/10까지) 다운시키겠다는 목표가 존재했었고, 현재 그 목표를 향해 힘차게 나아가고 있는 것이다. 일론 머스크는 화성 탐사로 무인 스타쉽을 보내는 것이 2020년대 중반, 사람을 보내는 것은 2020년대 말로 발표를 한 상황이지만, 언제나 그렇듯 최소 몇 년간 딜레이 될 확률은 존재한다.
그런데 아래 그림을 한번 보자. 화성 탐사를 위한 Starship이 너무 많이 서 있는 것 아닌가? 하는 착각을 하게 되는데... 이 모든 Starship이 화성이나 달로 가는 것일까? 아니다. 일론 머스크는 Starship을 지구 내 대륙간 이동에도 Starship을 활용할 계획이 있음을 분명히 하였으며, 미국 국방부와는 전 세계 어느 나라로든 미군을 2시간 내 이송할 수 있는 계약도 체결한 바 있다.
Starship 개발 완료 후 발사대 상상도일론 머스크는 인류가 지구 내에서만 머물러서는 안 된다고 생각을 하고 있다. 지구 외 타 행성에서도 살 수 있는, multi-planetary species가 되어야 한다고 생각하고, 그것을 현실화시키기 위하여 자신 나름의 계획으로 진행을 하고 있는 것이다. 그리고 그가 가는 길은 항상 현실이 되어왔음을 감안한다면, 지금부터라도 일론 머스크의 생각에 투영하여 그가 걸어온 길을 되돌아보고, 그가 가고자 하는 길을 예상한다면, 우리가, 우리의 후손이 살아갈 미래를 조금이나마 알 수 있지 않을까?
