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| 스타쉽 로켓 |
스타십은 스페이스X가 제작한 초중량 로켓입니다. 이 로켓은 초중량 로켓 단과 스타십 우주선으로 구성되어 있으며, 높은 탑재량과 낮은 운영 비용을 목표로 합니다. 두 로켓 단 모두 지구 저궤도에 착륙하여 100톤의 화물을 실어 나를 수 있습니다. 궤도에서 액체 산소와 액체 메탄으로 연료를 공급받은 후, 우주선은 달이나 화성, 그리고 태양계의 다른 지역으로 비행할 수 있습니다.
스타십은 얼마나 크고 강력한가요?
스타십은 높이 50m, 건조 중량 100톤 미만의 우주선으로, 스타십 로켓의 상부에 위치합니다. 스타십 우주선은 약 1,200톤의 액체 산소 또는 액체 메탄 연료를 탑재할 수 있으며, 각 연료는 각각 1차 연료 탱크와 2차 연료 탱크에 저장됩니다.
주 연료 탱크 외에도 보조 연료 탱크는 우주선의 랜딩 기어에 연료를 공급하는 데 사용됩니다. 스타십 우주선에 의해 연료가 공급되면 우주선의 항속 거리는 달, 화성을 비롯한 태양계의 여러 지역으로 확장됩니다. 우주선 후방에는 랩터 엔진 6개가 장착되어 있으며, 이 중 3개는 대기권 주행 전용이고 3개는 우주 공간 주행 전용인 랩터 진공 엔진입니다.
스타십 우주선은 대기권 진입 시 생성되는 플라즈마가 우주선을 손상시키지 않도록 육각형 타일을 사용하여 최대 1400°C의 고온을 견딜 수 있도록 설계되었습니다. 스타십의 탑재량은 약 1000m³로 다른 어떤 우주선보다 훨씬 큽니다.
슈퍼 헤비의 바닥에 있는 33개 엔진은 약 74메가뉴턴의 추력을 생성할 수 있는데, 이는 에어버스 A320neo 여객기가 생성할 수 있는 추력보다 약 700배 더 강력합니다.
스타십 로켓은 현재 120m 더 길어졌으며, 2023년 6월 2차 시험 발사 당시 길이보다 1m 더 늘어났습니다. 길이가 늘어난 이유는 슈퍼 헤비가 1m 더 길어졌기 때문입니다.
스타십 로켓은 인간을 최초로 달에 보낸 새턴 V 로켓보다 두 배나 큰 추력을 가지고 있습니다. SpaceX에 따르면, 이 추력은 발사대에서 지구 저궤도까지 최소 150톤의 탑재물을 들어 올릴 수 있습니다.
스타십과 슈퍼 헤비 로켓은 모두 메탈록스라 불리는 초저온 액체 메탄과 액체 산소의 혼합물로 연료를 공급받습니다.
현재 스타십 로켓은 스페이스X 스타베이스, 케네디 우주 센터, 그리고 회사의 두 개의 해상 발사대에서 발사될 예정입니다. 33개의 랩터 엔진을 점화한 후, 초중량 단계가 공중에서 스타십에서 분리됩니다. 로켓 단계는 대기권을 통과하여 발사대 위의 두 개의 강철 빔에 착륙합니다. 한편, 스타십은 랩터 진공 엔진 세 개를 점화하고 궤도에 진입합니다. 임무가 끝나면 우주선은 대기권에 진입하여 방열판으로 보호됩니다. 그 후, 우주선은 두 개의 플랩을 사용하여 착륙 지점으로 활공하여 돌아오고, 세 개의 랩터 엔진을 점화하여 수직 착륙합니다.
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여러 차례의 업그레이드와 조정을 거친 미사일. |
SpaceX는 2005년에 처음으로 중량물 운반 로켓을 제안했습니다. 로켓의 디자인과 이름은 그 이후 2019년까지 여러 차례 변경되었습니다. 2019년 7월, 스타호퍼(Starhopper)는 150m 고도에서 이륙 및 착륙하여 랩터(Raptor) 엔진을 사용한 최초의 로켓이 되었습니다. 2021년 5월, 코드명 SN15인 스타십(Starship)은 10km 고도까지 비행하여 자유낙하를 시작했고, 네 번의 실패 끝에 성공적으로 착륙했습니다.
스타십은 어떻게 착륙하나요?
근처에서 지켜보는 사람들은 슈퍼 헤비가 초음속 속도에서 속도를 줄이면서 굉음을 들을 것입니다.
최근 시험 발사에서 SpaceX는 발사 포탑에 슈퍼 헤비 로켓을 탑재했습니다. 화성이나 달에는 이를 위한 발사 포탑이 없기 때문에, 스타십 로켓은 랜딩 기어를 사용하여 스스로 착륙할 수 있어야 합니다. 이를 위해 스타십은 하강하면서 점차 수평으로 회전하는데, 머스크는 이를 "배 뒤집기"라고 부릅니다.
이렇게 하면 스타십의 항력 표면이 증가하고 속도가 느려집니다. 표면에 충분히 가까워지면 스타십은 엔진을 점화하여 수직으로 복귀할 수 있을 만큼 속도를 줄입니다. 그런 다음 스타십은 자체 로켓을 사용하여 자세를 바로잡고 랜딩기어를 사용하여 단단한 표면에 착륙합니다.
스타십은 이전 시험 발사에서 위에 언급한 모든 것을 수행했습니다. 단단한 표면에 착륙하는 것을 제외하고는요. 지금까지는 바다에만 착륙했습니다.
SpaceX는 이전에는 시도하지 않았던 것을 시도했습니다. 분리된 후, 부스터의 아랫부분이 속도를 늦추고 발사대를 향해 천천히 하강하는 동안 두 개의 거대한 기계 팔이 그것을 붙잡았습니다. 이 동작을 "그래빙(grabbing)"이라고 합니다.
바다에서 여러 차례의 시뮬레이션 착륙을 거친 후, 5번째 시험 발사에서 스타십의 아랫부분인 슈퍼 헤비 부스터가 성공적으로 착륙했습니다.
시험 발사의 목적 중 하나는 남아 있는 문제점을 명확히 하는 것입니다. 단 하나의 실수라도 엔진에서 배출되는 배기가스로 인해 로켓 내부 구조 전체가 녹아내릴 수 있습니다.
스타십은 달과 화성으로 날아가는 야망을 가지고 있습니다.
스타십에는 승무원이 탑승한 적이 없지만, 억만장자 일론 머스크와 그의 회사는 인간을 언젠가 화성에 보내겠다는 야심찬 계획을 가지고 있습니다.
단기적으로 스타십은 인공위성을 발사한 후, 아르테미스 프로그램의 일환으로 우주 관광객 과 우주비행사를 달에 착륙시키는 역할을 할 것입니다. 더 먼 미래에는 이 로켓이 회사의 화성 정착 야망을 현실로 만들고 지구 대륙을 횡단하는 비행을 수행할 것으로 예상됩니다.
스타십 로켓은 이전에 네 번의 시험 발사가 있었습니다. 첫 번째 발사에서는 부스터가 분리되기 전에 로켓이 조기에 폭발했습니다. SpaceX는 시스템이 완벽하지 않다는 것을 알고도 로켓을 시험하여 개발 과정을 가속화했고, 이를 통해 실수에서 교훈을 얻었습니다.
실제로 SpaceX는 각각의 시험 발사에서 진전을 이루었습니다. 처음에는 실패 없는 발사였고, 그다음에는 재진입에 성공했습니다. 재진입에서는 Starship과 Super Heavy 로켓이 모두 통제된 방식으로 하강하여 각각 인도양과 멕시코만 위에 떠 있다가 바다에 착수했습니다.
Starship은 또 무엇에 쓰이나요?
가까운 미래에 스타십 로켓은 여러 가지 목적으로 사용될 수 있을 것입니다.
지금까지 억만장자 일론 머스크는 팔콘 9 시리즈와 같은 로켓을 이용해 상업용 스타링크 위성을 발사했습니다.
이러한 위성의 수명은 약 5년으로 짧으며, SpaceX는 우주에 동일한 수의 위성을 유지하기 위해 지속적으로 위성을 발사해야 합니다.
NASA는 달에 장기간 인간이 거주할 수 있도록 하는 아르테미스 프로그램의 일환으로 스타십을 활용하고자 합니다. NASA는 2026년 달 탐사 임무에 스타십을 활용할 계획입니다.
더 먼 미래에, 일론 머스크는 스타십 로켓이 화성까지 장거리 비행을 하고 돌아올 수 있기를 바라고 있습니다. 편도로 약 9개월이 걸립니다.
스타십 로켓을 지구 저궤도에 발사하여 그 궤도에 머무르게 하는 것이 목표입니다. 그런 다음 SpaceX의 "급유선"에서 연료를 공급받아 화성으로 향하는 여정을 계속할 것입니다.
스타십 로켓을 사용하여 우주 망원경을 발사하는 것도 생각해 볼 수 있습니다. 수천 개의 위성이나 더 큰 우주 망원경을 우주로 빠르게 발사하려면 대형 로켓이 필요합니다.
스타십은 우주 정거장을 건설하는 데 필요한 무거운 화물을 운반하도록 설계되었으며, 궁극적으로는 달에서 인간이 거주할 수 있는 기반 시설을 건설하도록 설계되었습니다.
스타십 우주선은 달, 화성, 그리고 태양계의 다른 목적지까지 승객을 실어날릴 수 있습니다. 또한 대륙 간 비행도 수행할 수 있습니다. 최대 100명의 승객을 태울 수 있으며, "개인 침실, 공용 공간, 저장 공간, 방사선 대피소, 그리고 유리 방"을 갖추고 있습니다. 탑승한 생명 유지 시스템은 "밀폐"되어 있어 내부 재료가 지속적으로 재사용되고 재활용될 것입니다.
스타십 연료 운반선은 다른 우주선의 항속 거리를 확장하는 데 사용될 것입니다. 일론 머스크에 따르면, 스타십을 달에 보내려면 최대 7대의 연료 운반선이 필요합니다. 이 아이디어는 일론 머스크가 2019년 9월에 제시한 것으로, 두 우주선의 꼬리 부분을 서로 연결하는 방식입니다. 그러면 두 우주선이 보조 엔진을 통해 연료 운반선을 향해 약간 가속하면서 서로 연료를 밀어냅니다. 2020년 10월, NASA는 SpaceX에 5,320만 달러를 지원하여 우주에서 두 우주선 사이에 10톤의 연료를 운반하는 실험을 진행했습니다.
스타십 HLS는 아폴로 계획의 후속 계획인 아르테미스 프로그램의 일환으로 달 착륙을 목표로 한 스타십 우주선의 변형입니다. 스타십 HLS의 상단에는 창문과 에어락, 그리고 달 착륙을 위한 엘리베이터와 조향 추진 시스템이 있습니다. 이 우주선의 가장 중요한 특징은 지구와 달을 왕복 비행할 때 엄청난 탑재량을 탑재할 수 있다는 것입니다. 아르테미스 프로그램 비행 중 스타십 HLS 우주선은 최대 100일 동안 승무원보다 앞서 비행한 후, 스타십 HLS로 연료를 이송합니다.
122미터 높이의 스타십 로켓이 스페이스X의 다섯 번째 시험 발사를 통해 10월 13일( 하노이 시간 오후 8시 25분경) 텍사스주 스타베이스에서 성공적으로 발사되었습니다. 이 시험 비행에서 스타십/슈퍼 헤비 로켓 조합 시스템은 첫 번째 시도에서 "그랩" 메커니즘을 성공적으로 수행하며 기적을 만들어냈습니다. 메카질라 발사대에서 성공적으로 이륙한 스타십은 인도양에 착륙했고, 슈퍼 헤비 로켓은 귀환하여 발사대 바로 근처에 착륙하여 발사대의 "젓가락" 로봇 팔에 단단히 고정되었습니다.
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