화성 탐사의 꿈을 실현할 초대형 우주선 ‘스타십(Starship)’이 세 번째 도전 만에 지구 궤도에 올랐다. 스타십을 이용할 예정인 미 항공우주국(NASA)의 유인 달 탐사 프로젝트 ‘아르테미스’도 청신호가 켜졌다.
스페이스X는 14일 오전 9시 25분(현지 시각) 미국 텍사스주 남부 보카 치카 해변의 우주발사대 ‘스타베이스’에서 스타십의 세 번째 시험비행을 진행했다.
스타십은 지난해 4월과 11월 두 차례에 걸쳐 지구궤도 시험비행에 나섰지만 모두 실패로 끝났다. 첫 번째 시도에서는 1단의 ‘랩터 엔진’ 33개 가운데 일부가 제대로 작동하지 않았고 결국 1단 부스터가 분리되지 못하면서 폭파됐다.
작년 11월 두 번째 발사에서는 훨씬 개선된 모습을 보였다. 랩터 엔진 33개가 모두 정상적으로 작동했고 로켓은 2단 분리에도 성공했다. 발사 2분 47초가 지난 시점에는 로켓의 윗부분이자 실제 우주선에 해당하는 ‘스타십’의 6개 엔진도 정상 정화됐다. 하지만 이륙 8분 정도가 지난 시점에서 교신이 끊기면서 결국 스페이스X는 강제 비행 종료를 결정했다. 스타십이 경로를 벗어나는 것을 막기 위해 자폭시킨 것이다.
1차와 2차 발사가 모두 실패로 끝났지만 스페이스X는 많은 데이터를 얻었다며 긍정적인 반응을 보였다. 2차 발사 실패 직후 스페이스X는 “로켓 개발 초기 단계의 폭발은 환영할 만한 일이며, 지상 테스트보다 더 빠르게 설계 선택을 알리는 데 도움이 된다”고 밝혔다.
실제로 이번 3차 발사를 앞두고 스페이스X는 17가지 결함을 찾아 설계를 수정했다. 부스터에서 7가지, 스타십에서 10가지 설계를 수정했다. 앞서 1차 발사 직후에는 일론 머스크 스페이스X 최고경영자(CEO)가 직접 “1000여개의 요소를 바꿨다”고 밝히기도 했다.
3차 발사에서는 마침내 지구궤도에 오르는 데 성공했다. 랩터 엔진이 정상적으로 작동했고 부스터 분리도 문제 없이 진행됐다. 부스터는 지구로 귀환하는 착륙 기동을 하는 모습도 보였다. 마지막 착륙 순간에 통제를 벗어난 모습을 보였지만, 앞서 두 차례 시험비행에서는 착륙 기동을 시도하기도 전에 공중에서 폭파된 바 있다.
우주에서 진행한 랩터 엔진 재점화 역시 성공한 것으로 보인다. 심우주 탐사를 위해서는 우주에서 랩터 엔진 재점화가 반드시 필요했는데, 이번에 처음으로 성공했다. 이번 시험비행의 주요 목표였던 궤도 속도도 달성했다. 스페이스X는 스타십이 지구 궤도에 안정적으로 진입할 수 있는 수준의 속도(2만8000㎞/h)를 달성하는 것이 이번 시험비행의 목표라고 밝힌 바 있다.
일론 머스크는 스타십 발사 이후 자신의 X(옛 트위터)에 “Starship reached orbital velocity!(스타십이 궤도 속도에 도달했다!)”고 올렸다. 스타십은 발사 이후 약 49분에 걸쳐 지구궤도를 돈 뒤 인도양에 낙하했다. 낙하 도중 교신이 끊겼지만 발사 자체는 성공적이라는 평가다.
스타십은 인류 역사상 가장 거대한 로켓이다. 총 길이가 120m에 달하고, 추력은 7590tf(톤포스·1tf는 1t 중량을 밀어 올리는 힘)다. 스타십의 탑재 중량은 100~150t인데, 한 번에 100명의 우주인이 탈 수 있는 수준이다. 스페이스X와 NASA는 스타십을 이용해 심우주 탐사에 나설 계획이다. 2026년 유인 달 탐사 프로젝트인 ‘아르테미스’에 스타십이 쓰일 예정이고, 향후 화성 탐사에도 스타십을 이용할 계획이다.