일론 머스크 최고경영자(CEO)가 이끄는 스페이스X의 화성 탐사선 ‘스타십(Starship)’이 ‘9전 10기’ 도전 끝에 시험 비행에 성공했다. 시험 비행의 핵심 목표였던 모형 위성 방출에도 성공했다. 스타십 프로젝트가 본궤도에 오르며 미국 정부 역시 치열해지는 ‘우주 패권 경쟁’에서 중국과의 격차를 벌릴 수 있게 됐다는 평가가 나온다.
스페이스X는 26일 오후 6시 30분(미 중부 시각 기준) 텍사스주 스타베이스 기지에서 스타십 10차 시험 발사에 나섰다. 총장 123m에 달하는 스타십은 약 66분간 비행하며 1단 로켓 부스터 ‘슈퍼헤비’ 분리와 2단 본체 지구 궤도 진입, 스타링크 모형 위성 8기 배치 등 핵심 임무를 성공적으로 마쳤다. 모형위성 배치 실험은 이전 시험 비행에서 계획됐다가 우주선 표면의 문이 열리지 않아 실행되지 못했었다. 이날은 발사 후 약 19분께 우주선 표면에 가로로 길게 뚫린 작은 문이 열렸고, 우주선 내부에 탑재된 모형 위성들이 자동 시스템에 따라 천천히 움직이면서 문 앞으로 이동한 뒤 차례차례 바깥 우주 궤도로 빠져나갔다. 스타십은 설계상 화물을 최대 150톤 실을 수 있다. 차세대 스타링크 위성 기준으로 약 100기를 한 번에 발사할 수 있는 수준이다. 주력으로 쓰이는 팰컨9은 20~30기를 탑재할 수 있는데 스타십이 본격 투입되면 3~5배 더 많은 위성을 동시에 발사할 수 있다. 스타십으로 스타링크 위성 약 100기를 단숨에 쏘아 올려 저궤도 위성망을 완전히 장악하려는 머스크 CEO의 야망이 현실로 다가온 셈이다. 스페이스X는 장기적으로 스타링크 위성 최대 4만여 기를 궤도에 올려 전 지구적 인터넷망을 완성하겠다는 목표다. 스타십은 자유의여신상(93.5m)보다 크고 아폴로 프로젝트에 쓰인 인류 최대 출력 로켓 새턴V의 110m를 넘어선 역사상 최대 규모 발사체라는 기록도 세웠다.
다만 기체가 우주를 안전히 비행하기까지는 여러 난제가 남아 있다. 우선 기체 화재와 일부 부품의 폭발 원인을 규명하고 보완해야 한다. 궤도에 오르는 과정에서 1단 부스터 슈퍼헤비의 33개 로켓 중 1개가 중간에 꺼지는 모습도 목격됐다. 스타십 본체가 해상에 복귀하고 몇 초간 직립했지만 다시 붙잡아 회수하는 실험은 이뤄지지 않았다. 우주 공간 내 연료 재보급 실험도 남아 있다. 이번에 스타십이 도달한 지구 저궤도는 기존 팰컨9·팰컨헤비로도 닿을 수 있는 고도다. 달은 물론 화성까지 닿기 위해서는 다른 스타십을 통한 연료 보급이 필수적이다. 스타십 여러 대를 빠르게 안정적으로 발사할 수 있는 역량이 요구되는 배경이다. 머스크 CEO는 “우주선과 부스터 모두에 수천 가지 공학적 과제가 남아 있다”고 말했다.
앞서 이뤄진 3차례 시험 비행이 실패한 데 따른 프로젝트 지연 속도도 따라잡아야 한다. 이번 발사 임무는 당초 계획대로면 7차 비행에서 완수됐어야 했다. 머스크 CEO는 당초 내년을 목표로 삼았던 무인 화성 탐사의 연기 가능성까지 내비쳤다. 무엇보다 미 항공우주국(NASA·나사)과 2027년을 목표로 계약한 달 탐사선 ‘아르테미스 3호’ 발사까지 시일이 촉박하다. 토드 해리슨 미국기업연구소(AEI) 선임연구원은 뉴욕타임스(NYT)에 “몇 가지 작업이 필요하지만 조종력을 유지하며 의도한 대로 착수했고 이번 발사로 스페이스X가 다시 정상 궤도에 올랐다”면서도 “목표에서 6개월 뒤처져 앞으로 6주 간격으로 시험에 나서지 못한다면 아르테미스 3호는 중단될 것”이라고 했다.
우주항공계에서는 민간 우주기업 시대를 연 머스크와 스페이스X의 속도전에 높은 기대감을 드러내고 있다. 스페이스X는 안전 지향의 전통적인 우주항공 개발 철학과 달리 ‘부수고 고치는(break it and fix it)’ 방식으로 개발 속도를 높여왔다. 지난 9차례의 스타십 시험 발사 실패에서 수집한 데이터가 성공의 디딤돌이 될 것이라는 분석도 나온다. 실제 스페이스X는 팰컨1과 팰컨9 시험 과정에서도 수차례 실패를 겪었으나 상용화 이후 높은 신뢰성을 보이고 있다.
더 나아가 스타십은 미국의 달 유인 탐사뿐만 아니라 미 국방 전략의 핵심이다. 스페이스X는 미 공군과 화물 수송 계약을 맺었고 우주선으로 세계 각지에 1시간 내 군수품을 운송하는 ‘스타폴’ 프로젝트를 진행 중이다. 특히 중국이 지난해 무인 달 탐사선 창어6호 발사에 성공하고 2030년 유인 달 탐사 프로젝트 등 ‘우주 굴기’에 속도를 내고 있는 만큼 미국으로서는 스타십 성공이 절실하다. 이날 성공 소식에 나사를 비롯한 미 정부 기관은 흥분을 가라앉히지 못했다. 숀 더피 미 교통부 장관 겸 나사 국장대행은 “미 우주비행사들을 다시 달로 데려갈 스타십 유인 착륙 시스템의 토대를 마련했다”며 “나사와 상업 우주 파트너들에게 매우 기쁜 날”이라고 밝혔다.
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