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by Dr Gang Feb 11. 2020

Falcon 1 Rocket을 개발하기 위한 사투

계획이라고 하기에는 너무 야심 차서 그냥 마치 꿈꾸는 것 같은 계획을 가지고 2002년 6월에 시작한 SpaceX 였다. 당연히 회사를 설립하고 제일 먼저 진행된 것은 Tom Muller가 진두지휘하는 로켓의 개발인 것이다. 앞서 이야기한 바와 같이 Tom은 이미 아마추어에서는 최고의 기술을 자랑하는 기술을 가지고 있었다. 매의 이름에서 따온 Merlin 엔진과 Kestrel 엔진으로 명명된 로켓 엔진을 개발하기 시작한다. 두 개의 엔진을 개발한 이유는 그 목적이 각기 상이하기 때문인데,

Merlin엔진은 1단 로켓에 쓰이며, 1단 로켓은 로켓을 지상에서 우주로 띄우는 부분을 담당하고, Kestrel 엔진은 그렇게 우주에서 1단 로켓이 분리가 된 다음에 작동하는 Merlin 엔진보다는 작은 소형 엔진이다. 일반적으로 지상에서 우주로 올리는 로켓에서 폭발적인 힘을 발휘하는 1단 로켓은 대략 2분 40초 내외로 70여 Km까지 로켓을 올려놓는데 쓴다. 그다음부터는 2단 로켓을 사용하여 목표 궤도에 접근하도록 한다. 지난 2018년 한국의 항공우주연구원에서 발사한 시험 발사체가 151초를 날아갔다고 하니 무게(payload)에 따라 다르겠지만 1단 로켓은 생각보다 실제 운영시간이 짧다. 대략 3분 안쪽,

아무리 Paypal을 팔아서 스스로 돈을 댄다고 하지만, 로켓 발사는 그 규모가 너무 크기에 Elon Musk는 세 번 정도밖에 실험할 돈 밖에 없었다. 회사 설립 후 불과 11개월 만에 1단 로켓을 완성한다는 목표를 세운 Elon Musk는 웬만한 한국기업의 Goal setting을 훨씬 뛰어남는 무모함을 보여준다. 물론 이를 맞추기 위해 Tom Muller와 그의 오른팔인 Jeremy Hollman (보잉 출신)은 직접 발로 뛰며 기계 제작소를 찾는 동시에 기존 제품을 개조하여 로켓의 니즈에 맞게 수정하였다.

로켓의 시험을 위해서는 거기에 맞는 시험장이 필요한데 (사실 한국은 땅이 좁아서 이런 시험장을 하나 제대로 갖추기도 만만치 않을 것이다.), SpaceX 엔지니어들은 텍사스 주에 있는 McGregor에서 12 제곱 킬로미터의 시험장을 찾는데 (대략 서울 금천구 정도의 크기이다. 약 13 제곱 킬로미터), 이곳에서는 해군이 오래전에 로켓 시험을 하기도 했고, 텍사스 Dallas에서 성공한 기업가(은행, 투자)가 설립한 Beal Aerospace가 이곳에서 발사체를 개발하다가 2000년에 파산한 곳을 발견한다. 그래서 이곳을 사들이게 되고, LA에서 완성된 로켓을 이곳까지 대략 1400 마일 (2,250 km, 21시간가량)을 운전해서 테스트를 한다.

그 짧은 시간 내에 엔진을 두 개나 테스트를 해야 하니 엄청나게 바빴을 것이다. 아무래도 거리가 있었기에 LA에서 Texas까지 이동해야 하기 때문에 (가끔 머스크의 6인용 자가용 비행기에 7명이 타고 가기도 했다고 한다) 갔을 때는 아침부터 저녁까지 일을 해야만 했을 것이다. 그렇게 힘든 일이었기에 당연히 엄청난 실패를 경험했고 의외로 Elon은 그 이야기를 듣고 Muller를 다독 거리기도 했다고 한다. 아울러 실험할 때도 본인이 직접 참여해서 실험을 하기도 했다고 한다.

그렇게 완성을 하지도 않은 상황에서 미국 국방부 소유의 위성 TacSat-1을 2004년도에 발사를 하기로 했다.

이와 동시에 2003년 12월 Falcon 1호의 시제품을 미국 연방 항공국 (FAA, Federal Aviation Administration)을 전시하고 공개하기로 한다. 이는 그 자체가 Media를 잘 활용하는 사람이기도 하고 (가끔은 나쁜 영향이 많이 있지만), 아직 기술이 완벽하지 않은 제품에게 위성을 주기로 한 국방부에게도 뭔가를 보여주면서 의구심을 잠재울 필요가 있었던 것 같다. 그렇지만 얼마 후 Elon은 Falcon 5호를 제작한다고 발표하며 Falcon 1호보다 4.2t을 추가로 지구 저궤도까지 운동할 수 있다는 것으로 만일 그렇다면 국제 우주정거장에 도달하는 것을 목표로 하고 이를 통해 NASA와 계약을 체결할 수 있을 꺼라 생각을 했다는 것이다.

2003년 아직 완성되지도 않았는데 워싱턴에서 전시한 Elon Musk http://www.collectspace.com/ubb/Forum35/HTML/000340.html

목표가 아주 도전적인 것이었고, 제조에는 엄청난 난제들이 많았는데, 결국 2005년 5월 SpaceX는 반덴버그 공군기지로 5초 동안 연소를 했는데, 공군 입장에서는 잘 모르는 SpaceX에게 발사를 하기 위해서 오랫동안 기다리게 했으며, 그것이 답답했던 SpaceX는 새로운 발사 위치를 찾다가, 적도 주변에 Kwajalein 섬을 찾게 되었다 (미국의 미사일의 시험이 있었던 곳). 2005년 6월 SpaceX 엔지니어들은 장비를 싣고 Kwajalein 섬으로 향했다. 거기서 로켓 발사 준비를 하고 2005년 11월에 발사준비를 하였으나 액체 산소통의 밸브가 닫히지 않는 바람에 발사가 무산되었다. 몇 번의 더 실패 후에, 2006년 3월 24일 발사 준비가 완료되었다.

결과적으로는 실패하였다. 새롭게 로켓을 만들어 일 년이 지난 후 2차 시도를 한다. 1차에 비해 제법 성공적인 발사를 하는 것 같았던 2차 시도는 출발 약 3분 만에 1단 로켓의 분리가 되었고, Fairing (페어링)까지 성공적으로 이루어졌으나, 2단 로켓이 예상보다 일찍 정지되면서 원래 예상하기로 했던 궤도에 오르지 못했다. 3차는 1여 년이 더 지난 2008년 8월 31일에 진행이 되었는데 발사 중 1단과 2단 사이의 충돌로 인해 다시금 실패를 경험하게 된다.

바로 놀랍게도 바로 한 달 후에 4번째 발사를 하게 되는데 2008년 8월 28일 첫 번째 발사에 성공하게 된다. (아마도 동시에 로켓을 만들었던 것으로 보인다.) 실제 인공위성을 싫은 게 아니라 다음을 위한 실험용 Dummy를 쏘아 올렸다. 5차에서 첫 번째 상업위성의 궤도 정착을 성공시킨다. 물론 목표한 바와는 거리가 있지만, 그래도 신생기업이 불과 6년 만에 성공적인 발사를 이룬 것이다.

Falcon 1 Flight 1 - 2006, March 24 (https://www.youtube.com/watch?v=0a_00nJ_Y88)

Falcon 1 Flight 2 - 2007, March 15 (https://www.youtube.com/watch?v=Lk4zQ2wP-Nc)

Falcon 1 Flight 3 - 2008, Auguest 3 (https://www.youtube.com/watch?v=v0w9p3U8860)

Falcon 1 Flight 4 - 2008, August 28 (https://www.youtube.com/watch?v=dLQ2tZEH6G0)

Falcon 1 Flight 5 - 2009, July 14 (https://www.youtube.com/watch?v=WTFlFFrfEB0)

SpaceX 로켓 비교 (http://www.spaceref.com/news/viewpr.html?pid=17763)

국립국어원에 따르면 또라이는 '상식에서 벗어나는 사고방식과 생활 방식을 가지고 자기 멋대로 하는 사람'을 의미한다고 한다. 사실 이번 편이 이 시리즈를 써야겠다고 생각한 계기가 다름이 없고, 그 과정에서 Elon Musk의 또라이 정신이 그대로 드러나는 것 같다. 그의 무모하리만치 도전적인 목표의 설정도 그렇지만, 그것을 추진하기 위해 자신의 모든 것을 쏟아붓는 장면에서 무엇인가 겉으로 드러나는 장식보다는 목표를 위해서는 물불을 안 가리는 성격을 그대로 보여주는 것 같다.

특히, LA에서 Texas까지의 이동을 위해 자신의 자가용 비행기를 내어주기도 하고, 자신이 모든 걸 모른다고 하더라도 함께 문제 해결을 위해서 옷에 기름 묻히는 것을 두려워하지 않았다고 하는 점은 참으로 대단한 점인 것 같다. 아울러 그의 이런 목적을 위해서 엄청난 강도의 업무를 이루어낸 그 팀들에게서 열악한 환경을 극복하게 한 계기는 무엇인지 참 궁금하다. Muller를 추종하여 그와 함께 일하기를 원했을 수도 있고, 무엇인가 자신이 기존에 속했던 그 공룡기업들의 관료화가 마음에 안 들거나 그 목표가 덜 도전적이라는 생각도 있었을 것이다.

명확한 골을 위해서 어떠한 형태의 아이디어도 접목이 되고 그것이 현실이 되는 기업, 바로 그것에서 SpaceX의 초기 성공이 나오지 않았을까. 아울러 이러한 장비를 실험할 만한 넓은 땅덩어리와, SpaceX와 이미 존재했던 많은 우주산업 관련 업체들 뿐만 아니더라도, 우주를 꿈꾸는 다양한 사람들의 땀과 눈물이 그 자산이 된 것 같고, 그러한 노력이 있어서 지속해서 항공 산업이 발전할 수 있지 않았을까. 지금은 SpaceX의 시험장이 된 Texas의 시험장도 Beal Aerospace가 이 꿈을 이뤄보려고 했으나 그러지 못하고 그만 접어야 했던 실패사례도 어떠한 식으로 든 도움을 주었던 것 같다.

이것에서 우리의 문화를 좀 생각을 해봐야 할 것이라 생각을 한다. 성공한 기업가들이 이러한 새로운 곳에 투자를 하고, 또 그러한 꿈을 이루는 젊은이들이 마음껏 일할 수 있고, 물론 그러한 노력들이 한순간의 성공을 보장할 수 없지만, 그러한 실패가 쌓여서 결국 새로운 성공을 이루는 것에서 Pay it forward의 정신이 필요하지 않을까 생각해본다.

출처: https://07701.tistory.com/162 [강박의 2 cents]

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SpaceX 한 또라이에게 배움