SpaceX와 Elon Musk의 우주 정복 여정

SpaceX는 NASA 승무원을 국제 우주 정거장(ISS)으로 수송하는 등 사람과 화물을 우주로 운송하는 민간 항공우주 기업입니다. 설립자 일론 머스크는 미래에 달에 착륙하고 사람들을 화성으로 실어 나르기 위한 스타십 시스템을 개발하고 시험했습니다.

SpaceX의 탄생

SpaceX는 남아프리카 공화국 사업가 머스크가 설립했습니다. 머스크는 30세에 두 개의 성공적인 회사를 매각하며 처음으로 큰돈을 벌었는데, 그중에는 1999년 Zip2를 3억 700만 달러에 매각한 것과 2002년 이베이에 15억 달러에 인수된 PayPal이 있습니다. 머스크는 다음 대형 사업은 민간 우주 기업으로 결정했습니다.

머스크는 처음에 화성에 '마스 오아시스'라는 온실을 건설하는 아이디어를 생각해 냈습니다. 그의 목표는 우주 탐사에 대한 대중의 관심을 높이고 화성에 과학 연구 기지를 건설하는 것이었습니다. 하지만 비용이 너무 많이 들었기 때문에 머스크는 2002년 3월 14일 캘리포니아주 로스앤젤레스 교외 호손에 스페이스 익스플로레이션 테크놀로지스(Space Exploration Technologies Corp.), 즉 스페이스X라는 회사를 설립했습니다.

머스크는 이전 수익 1억 달러의 3분의 1을 SpaceX에 투자하여 사업을 시작했습니다. 18개월간의 개발 끝에 SpaceX는 2006년 '드래곤(Dragon)'이라는 이름으로 첫 번째 프로토타입을 선보였습니다. 머스크는 1960년대 노래에서 이름을 따왔는데, 많은 사람들이 그의 우주 계획이 불가능하다고 생각했기 때문입니다.

팔콘 1 - SpaceX의 첫 번째 로켓

머스크는 SpaceX를 설립했을 당시 이미 노련한 사업가였으며, 더 빈번하고 안정적인 발사가 우주 탐사 비용을 절감할 것이라고 확신했습니다. 그래서 그는 로켓 초기 개발에 자금을 지원할 수 있는 안정적인 고객을 찾았습니다. 바로 NASA였습니다. 머스크의 SpaceX 목표는 궤도에 도달할 수 있는 최초의 민간 소유 액체 연료 로켓인 팰컨 1을 개발하는 것이었습니다.

SpaceX는 궤도 진입까지 험난한 여정을 겪었습니다. 팰컨 1호의 성공적인 발사를 위해 SpaceX는 네 번의 시도 끝에 성공했습니다. 이전 시도에서는 연료 누출이나 로켓 단계 충돌 등의 문제가 발생했습니다. 하지만 팰컨 1호는 결국 2008년 9월 28일과 2009년 7월 14일, 두 번의 비행에 성공했습니다. 2009년 비행에서는 말레이시아의 라작샛(RazakSat) 위성도 궤도에 진입했습니다.

2006년 SpaceX는 NASA로부터 상업 궤도 운송 서비스(COTS) 프로그램을 통해 2억 7,800만 달러를 지원받았습니다. COTS는 국제 우주 정거장(ISS)에 상업용 화물을 운송할 수 있는 시스템 개발을 가속화하는 것을 목표로 합니다. 추가적인 이정표 달성으로 총 계약 금액은 3억 9,600만 달러에 달했습니다. SpaceX는 로켓플레인 키슬러(RpK)와 함께 이 프로그램에 선정되었지만, RpK가 필요한 이정표를 달성하지 못하면서 계약은 취소되었고 일부만 지급되었습니다.

많은 기업들이 자금 지원 계약 여부와 관계없이 초기 COTS 프로그램에 참여했습니다. 2008년 NASA는 두 건의 추가 상업용 재보급 계약을 체결했습니다. SpaceX는 12회 비행(16억 달러 상당) 계약을, Orbital Sciences Corp(현 Orbital ATK)는 8회 비행(19억 달러 상당) 계약을 체결했습니다.

팔콘 9와 팔콘 헤비

SpaceX 로켓 함대의 핵심은 팰컨 9입니다. 팰컨 9의 여러 뛰어난 특징 중 하나는 재사용성입니다. 팰컨 9는 팰컨 1(670kg)보다 저궤도에 더 많은 화물을 실어 나릅니다(13,150kg).

첫 번째 팰컨 9 부스터는 2015년 12월 21일에 착륙했습니다. SpaceX는 부스터 회수를 일상적인 작업으로 만들고자 합니다. 부스터는 일반적으로 발사대 근처의 로봇 우주선에 착륙합니다. 많은 팰컨 9 부스터는 발사 비용 절감을 위해 여러 번 재사용됩니다.

더 강력한 로켓인 팰컨 헤비가 2018년 2월 6일 발사되어 거의 모든 이정표를 달성했습니다. 팰컨 헤비는 테슬라 로드스터(머스크의 또 다른 자회사인 테슬라에서 만든 전기차)와 '스타맨'이라는 별명을 가진 우주복을 입은 마네킹을 태우고 궤도에 성공적으로 진입했습니다.

두 개의 부스터는 계획대로 케네디 우주 센터 근처에 성공적으로 착륙했지만, 코어 부분은 시속 480km(300mph)의 속도로 바다에 너무 빨리 충돌하여 충격을 견뎌내지 못했습니다. 그 후 팰컨 헤비는 우주 공간에서 엔진에 화재를 일으켜 로드스터를 화성 궤도까지 날려 보냈습니다.

드래곤 우주선과 ISS로 가는 화물 임무

SpaceX의 다음 주요 이정표는 국제 우주 정거장(ISS)에 화물을 운반하는 것이었습니다. 드래곤 우주선은 팰컨 9 로켓에 실려 2012년 5월, COTS 프로그램의 시험 비행으로 ISS에 첫 화물을 운반했습니다. 엔진 문제로 발사가 며칠 지연되었지만, 다음 시도에서 로켓은 안전하게 비행했습니다.

SpaceX는 2012년 10월 국제 우주 정거장(ISS)으로의 첫 상업 비행을 완료했습니다. 이 비행은 대부분의 목표를 달성했지만, 로켓이 발사 과정에서 부분적인 고장을 일으켰습니다. 이 사고는 Orbcomm-OG2 위성이 비정상적으로 낮은 궤도에 갇히면서 임무 실패로 이어졌습니다.

드래곤 우주선의 첫 번째 버전은 2020년에 ISS로 20회 비행했으며, 2015년 6월 발사된 CRS-7을 제외한 모든 발사가 성공적으로 완료되었습니다. CRS-7은 로켓 고장으로 인해 손실되었고, SpaceX는 2016년 4월 8일 다음 발사에 앞서 로켓을 재설계했습니다. 새로운 버전의 드래곤 화물 우주선은 2020년 12월에 비행을 시작했습니다.

크루 드래곤 우주선과 ISS로의 유인 비행

SpaceX는 크루 드래곤을 우주로 발사하기 전에 여러 시제품을 개발했습니다. SpaceX는 텍사스주 맥그리거에 있는 SpaceX 로켓 개발 및 시험 시설에서 발사대 이탈 시험과 테더링 호버 시험을 수행했습니다.

SpaceX는 또한 가압 모듈과 생명 유지 및 환경 제어 시스템 모듈을 사용하여 우주 발사 전 주요 시스템을 시험했습니다. 최초로 발사된 크루 드래곤은 2019년 3월 2일, 국제 우주 정거장(ISS)으로 향하는 무인 임무인 크루 데모-1(Crew Demo-1)을 완료하고 8일간의 우주 체류 후 성공적으로 착륙했습니다. 하지만 이 우주선은 발사 중단 시스템을 평가하기 위한 일련의 시험 중 비행 중 예상치 못한 사고로 파괴되었습니다.

SpaceX는 2020년 3월 30일, 우주비행사 밥 벤켄과 더그 헐리를 태운 첫 유인 시험 비행인 Demo-2를 발사했습니다. SpaceX의 크루 드래곤 엔데버호를 타고 두 사람은 2020년 8월 2일 지구로 귀환했습니다. 2020년 11월 15일, 최초의 성공적인 실전 비행인 Crew-2는 팰컨 9 로켓을 사용하여 "Resilience"라는 별칭을 가진 크루 드래곤호에 탑승한 네 명의 우주비행사를 ISS로 발사했습니다.

스타쉽

스타십은 머스크의 화성 비행 계획의 핵심입니다. 이 시험 프로그램은 스타호퍼(Starhopper)라는 소형 우주선으로 시작되어 2019년과 2020년에 걸쳐 유선 및 비선박 시험 비행을 수행했습니다. 이후 SpaceX는 2020년 8월 SN5 프로토타입의 단거리 비행 시험을 시작으로, 고고도 비행에서 여러 스타십 우주선의 시험을 시작했습니다. 이 프로그램의 가장 큰 과제 중 하나는 공중 선회(flip)를 처리하는 것이었는데, 이로 인해 2021년 5월 5일 SN15가 안전하게 착륙하기 전에 여러 스타십 프로토타입이 파괴되었습니다.

스타십은 약 3.6톤의 액체 산소와 메탄을 연료 탱크에 실은 70미터 높이의 슈퍼 헤비 로켓을 타고 궤도와 심우주로 발사되도록 설계되었습니다. 슈퍼 헤비는 네 개의 격자 모양 날개를 가지고 있어 로켓의 하강을 제어합니다. 스타십과 슈퍼 헤비 두 로켓은 2021년 8월 처음 합체되었을 때 120미터 높이의 완전 재사용 가능한 발사 시스템을 형성합니다.

스타십은 2023년 4월 처음 발사되었습니다. 계획에 따르면 스타십은 약 3분 후에 분리되어 자체 엔진으로 비행을 계속한 후 1시간 30분 후 하와이 해안에 착륙할 예정이었습니다. 그러나 부스터에서 분리된 지 얼마 되지 않아 폭발이 발생했습니다. 이 임무 이후 SpaceX는 로켓 설계에 1,000개 이상의 변경을 가했으며, 여기에는 단계 분리 시스템도 포함되었습니다.

두 번째 발사는 2023년 11월에 이루어졌습니다. 이번에는 분리 과정이 완벽하게 진행되어 스타십이 고도 150km까지 비행했습니다. 2단 엔진을 점화하는 동안 스타십이 액체 산소를 과다 방출하여 폭발했습니다. 3월 14일 세 번째 비행에서 스페이스X의 스타십은 처음으로 한 시간 동안 궤도에서 여러 기동을 시험했지만, 재진입 과정에서 파괴되었습니다. 6월 6일 네 번째 비행에서 스타십은 시험 비행에서 여러 중요한 이정표를 통과했습니다. 지구 대기의 극한 온도를 경험한 후에도 스타십 캡슐이 손상되지 않고, 캡슐과 부스터 모두 안전하게 착륙했습니다.

10월 13일 오전 다섯 번째 시험 비행에서 슈퍼 헤비 로켓은 우주로 향하던 스타십을 분리한 후 지구로 다시 떨어졌습니다. 스페이스X의 텍사스 발사대에 설치된 두 개의 거대한 기계 막대가 처음으로 추락하는 로켓을 잡아냈는데, 이는 로켓 기술 역사상 전례 없는 성과였습니다. 이를 통해 스페이스X는 역사상 최초의 완전 재사용 가능 로켓 시스템을 개발하고 우주 여행 비용을 획기적으로 절감하며 궁극적으로 인류를 다중 행성 종으로 만들겠다는 목표에 한 걸음 더 다가갔습니다. 스타십과 슈퍼 헤비 로켓 모두 우주로 발사되어 무사히 지구로 귀환할 수 있음을 입증한 스페이스X는 로켓 발사 비용을 약 10배 절감한다는 목표를 달성하는 데 순조롭게 접근하고 있습니다.

SpaceX의 미래 계획

SpaceX는 민간 부문부터 군, 그리고 회사의 화물 궤도 진입 서비스 비용을 기꺼이 지불하는 비정부 기구까지 다양한 고객층을 보유하고 있습니다. SpaceX는 발사 서비스로 수익을 창출하는 동시에 미래 우주 탐사 기술 개발에도 주력하고 있습니다.

2016년, 머스크는 향후 50~100년 안에 화성에 자급자족 가능한 식민지를 건설하는 것을 목표로 화성으로의 비행 기술 계획을 발표했습니다. 이 행성 간 운송 시스템은 본질적으로 팰컨 9의 대형 버전입니다. 그러나 이 우주선은 한 번에 최소 100명의 승객을 태울 것으로 예상되는 드래곤 우주선보다 더 큽니다.

스타십은 머스크의 화성 식민지화 계획에서 여전히 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 2022년 2월, 머스크는 SpaceX가 6~8시간마다 스타십 우주선을, 그리고 매시간마다 최대 150톤의 화물을 궤도에 실어 운반하는 초중량 로켓을 발사할 수 있다고 밝혔습니다. 이처럼 빠른 발사 속도는 비용을 획기적으로 절감하여 화성 식민지화를 경제적으로 실현 가능하게 할 것입니다.

지적 재산권 및 혁신에 따르면

출처: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/spacex-va-hanh-trinh-elon-musk-chinh-phuc-vu-tru/20241020122448943