스타십, 엔진 결함에도 지구 궤도 첫 진입…스타링크 V3 위성 26기 배치

14번째 시험비행…준궤도 13회 뒤 고도 약 269㎞서 위성 배치
엔진 1기 조기 정지에도 궤도 진입 강행…10시간 계획 비행 3시간 만에 종료
첫 수익 창출 비행…완전 재사용 추진, 엔진·열차폐막·재급유 과제

스페이스X의 초대형 로켓 스타십이 28일(현지시간) 미국 텍사스주 스타베이스(Starbase)에서 시험비행에 나서고 있다./AP·연합

【기사 요약】
▲ 스페이스X의 대형 우주선 스타십이 14번째 시험비행에서 처음 지구 궤도에 진입해 차세대 스타링크 V3 위성 26기를 배치했다.
▲ 상승 중 엔진 1기가 조기에 꺼지면서 약 10시간으로 계획된 비행은 약 3시간 만에 종료됐다.
▲ 이번 비행은 스타십의 첫 수익 창출 비행이며 배치된 V3 위성 26기는 기존 스타링크 통신망에 연결됐다.
▲ 머스크는 비행 전 이번 시험이 순조로우면 15번째 비행에서 처음 우주선 포획을 시도하겠다고 밝혔다.

미국 우주기업 스페이스X의 대형 우주선 스타십(Starship)이 28일 오전 7시 49분(현지시간·한국시간 28일 오후 9시 49분) 텍사스주 스타베이스(Starbase)에서 이륙해 14번째 시험비행에서 처음 지구 궤도에 진입했다. 스타십은 상승 중 엔진 1기가 조기에 멈춘 뒤에도 고도 약 269㎞에서 차세대 스타링크 V3(Starlink V3) 위성 26기를 배치했다. 다만 약 10시간으로 계획됐던 비행은 엔진 문제로 약 3시간 만에 종료됐다.

◇ 스타십, 14번째 시험서 첫 지구 궤도 진입…고도 269㎞서 V3 26기 배치

스타십은 슈퍼헤비(Super Heavy) 부스터와 상단 우주선으로 구성돼 이날 스타베이스 발사장을 떠났다. 스페이스X는 2023년 첫 시험 이후 앞선 13차례 비행을 모두 준궤도로 진행했으며 이번 14번째 시험에서 처음 지구 궤도에 진입했다.

미국 규제당국은 이번 비행을 앞두고 스타십이 궤도 속도로 비행한 뒤 통제된 방식으로 지구로 돌아올 수 있다고 판단해 궤도 비행을 승인했다고 블룸버그통신이 보도했다.

스타십은 궤도 진입 뒤 고도 약 269㎞에서 V3 위성 26기를 하나씩 배치했다. 댄 후엇 스페이스X 대변인은 이 위성들이 기존 스타링크 통신망과 성공적으로 연결됐다고 밝혔다고 블룸버그가 전했다.

일론 머스크 스페이스X 최고경영자(CEO)는 엑스(X·옛 트위터)에 "스타십의 첫 궤도 비행 성공!(First orbital flight of Starship successful!)"이라고 썼다. 그는 위성 26기가 모두 배치돼 정상적으로 작동하고 있다고 밝혔다.

스페이스X의 스타십과 슈퍼헤비(Super Heavy) V3 부스터가 28일(현지시간) 미국 텍사스주 스타베이스(Starbase) 스페이스X 발사 단지에서 14번째 시험비행을 위해 이륙하고 있다. 이번 임무는 스타십을 처음으로 궤도에 진입시키고, 스타링크 V3 위성 26기를 배치하는 것을 목표로 했다./로이터·연합

◇ 엔진 1기 조기 정지에도 궤도 진입…데이터 검토 뒤 다른 엔진 점화

그러나 첫 궤도 진입 과정은 순탄하지 않았다. 스타십이 우주로 상승하는 과정에서 엔진 1기가 예정보다 일찍 작동을 멈췄다.

블룸버그는 랩터(Raptor) 엔진 6기 가운데 1기가 조기에 꺼졌다고 보도했다. 로이터통신은 슈퍼헤비와 분리된 뒤 스타십의 주 엔진 3기 가운데 1기가 예정보다 일찍 정지했다고 전했다.

후엇 대변인은 당시 생중계에서 스타십이 궤도에 진입하지 못할 것이라고 밝혔다. 블룸버그는 스페이스X가 궤도 진입 시도를 일시 중단했다고 설명했다.

상황은 몇 분 뒤 바뀌었다. 엔지니어들이 비행 데이터를 검토한 뒤 다른 탑재 엔진을 점화해 궤도 진입을 시도할 수 있다고 판단했다. 스타십은 이후 다른 엔진을 점화해 처음 지구 궤도에 진입했다.

영국 정밀 엔지니어링 부품업체 액큐 컴포넌츠(Accu Components)의 딘 슬래든 품질관리 매니저 겸 항공우주 엔지니어는 스타링크 V3 26기를 목표 궤도에 배치한 것을 '큰 성과(a huge win)'라고 평가했다. 그는 엔지니어링 측면에서는 스페이스X가 상승 중 엔진 고장을 처리한 과정이 '진짜 이야기(the real story)'라고 로이터에 말했다.

스페이스X 스타십 14차 비행이 28일(현지시간) 미국 텍사스주 보카치카 해변의 발사대에서 실시되고 있다. 사상 첫 궤도 발사 시도인 14차 비행의 목표는 스타링크 인터넷 위성을 우주로 운반하는 것이다./AFP·연합

◇ 10시간 계획 비행 3시간으로 단축…시속 2만6900㎞ 재진입 후 태평양 착수

궤도 진입과 위성 배치에는 성공했지만, 비행 전체 일정은 예정대로 진행되지 못했다. 약 10시간 동안 지구를 최대 6바퀴 돌 예정이던 임무는 약 3시간으로 단축됐다.

슈퍼헤비 부스터는 이륙 약 7분 뒤 멕시코만 해상에 엔진 제어 방식으로 착수했다. 로이터는 앞선 두 차례 임무에서 부스터가 경착륙했다고 설명했다. 스페이스X는 이번 하강 과정에서 부스터 일부 엔진이 작동을 멈췄다고 밝혔다.

스타십은 비행 약 3시간 뒤 궤도를 벗어나 시속 2만6900㎞가 넘는 속도로 지구 대기권에 진입했다. 이후 스러스터를 이용해 기체를 수직으로 세운 뒤 하와이 인근 태평양에 통제된 방식으로 착수했다.

로이터에 따르면 착수 과정에서 기체 하부에 불길이 일었고, 스타십은 옆으로 쓰러진 뒤 큰 화염에 휩싸였다. 스페이스X는 이번 임무에서 해상에 착수한 스타십을 회수해 재사용할 계획은 세우지 않았다.

이번 비행은 대기권 재진입 때 기체를 보호하는 열 차폐막(heat shield)을 시험할 기회이기도 했다. 앞선 13번째 비행에서 스타십은 재진입을 견딘 뒤 인도양에 온전한 상태로 착수했고, 스페이스X는 기체를 회수해 열 차폐막 상태를 분석했다고 블룸버그가 전했다.

일부 전문가들은 열 차폐막 설계가 완전하고 신속한 재사용을 뒷받침할 만큼 견고하지 않다고 지적했다. 반면 머스크는 지난 8월 스페이스X 실적 발표에서 자신은 "열 차폐막 문제가 해결됐다"고 본다고 밝혔다.

스페이스X 생중계 화면을 캡처한 이 사진은 스페이스X의 스타십 14차 비행에서 스타링크 V3 위성이 궤도에 배치되는 모습을 보여준다. 14차 비행은 스타십을 처음으로 지구 궤도에 보내고, 스타링크 위성도 배치하는 비행으로 계획됐다./AFP·연합

◇ 첫 수익 창출 비행서 V3 투입…다운링크 10배·업링크 22배

이번 비행의 또 다른 변화는 실제 수익을 창출할 위성을 실었다는 점이다. 브렛 존슨 스페이스X 최고재무책임자(CFO)는 이번 임무를 '수익 창출 비행(revenue-generating flight)'이라고 규정했다고 블룸버그가 보도했다.

블룸버그는 이번에 배치된 V3가 실제 서비스에 투입되는 양산 위성이며 1만1000기 이상으로 구성된 기존 스타링크 위성망에 편입된다고 설명했다. 앞선 스타십 비행에서도 V3 위성이 배치됐지만 당시 위성은 계획대로 대기권에서 소멸했다.

V3의 통신 용량도 크게 늘었다. 미국 일간 월스트리트저널(WSJ)은 스페이스X가 V3의 다운링크 용량이 2세대 위성보다 약 10배, 업링크 용량은 약 22배 크다고 밝혔다고 전했다.

현재 V2 미니 위성은 팰컨9(Falcon 9) 로켓으로 한 번에 20∼30기씩 발사되고 있다. 머스크는 스타십이 정기 운용에 들어가면 V3를 한 번에 60기씩 발사하기를 원한다고 로이터가 보도했다.

머스크는 8월 실적 발표에서 V3가 V2보다 '10배 이상의 능력'을 갖췄다며 V3 투입으로 스타링크 통신 매출이 빠르게 증가할 것으로 기대한다고 밝혔다.

로이터는 애널리스트들이 이번 V3 위성 26기의 추가 고객 수용 능력을 기준으로 수억달러의 예상 매출 효과가 있다고 추산한다고 전했다.

시민들이 28일(현지시간) 미국 텍사스주 사우스파드레아일랜드에서 스페이스X의 스타십 V3 로켓이 14번째 시험비행을 위해 발사대를 이륙하는 모습을 지켜보고 있다./EPA·연합

◇ 150억달러 개발비 투입…궤도 진입에도 스페이스X 주가 2% 하락

스타십은 스페이스X의 기업가치와 향후 수익성에도 직접 연결돼 있다. 스페이스X는 2023년 이후 스타십 개발에 150억달러(20조3940억원) 이상을 투입했다고 로이터가 보도했다.

스페이스X는 6월 기업공개(IPO)를 했다. 25일 종가 기준 기업가치는 2조달러(2719조2000억원)였다고 로이터가 전했다. 로이터는 회사의 시장 가치와 투자자 신뢰 상당 부분이 스타십의 성공에 달려 있다고 짚었다.

첫 궤도 진입에도 주가는 하락했다. 블룸버그는 이날 오전 11시 58분 뉴욕증시에서 스페이스X 주가가 0.8% 내린 147.52달러(20만568원)를 기록했다고 전했다. 로이터는 이날 스페이스X 주가가 2% 하락했다고 보도했다

재러드 아이잭먼 미국 항공우주국(NASA·나사) 국장은 엑스에서 스페이스X가 우주선을 궤도에 올리고 모든 단계를 안전하고 책임감 있게 관리했다며 축하했다.

다만 엔진 문제는 앞으로의 임무에서도 검증 대상이다. 로이터는 과거 일부 준궤도 비행에서도 엔진 문제가 나타났으며 우주에서의 기동 능력이 저궤도 스타링크 배치보다 나사 우주비행사를 달로 보내는 향후 임무에서 더 중요하다고 설명했다. 이번 엔진 결함이 스타십을 올해 후반 정기 운용에 투입하려는 목표에 미칠 영향은 아직 불분명하다고 로이터는 전했다.

◇ 머스크, 15번째 비행 우주선 포획 조건부 제시…재비행, 내년 초 유력

첫 궤도 비행 이후 스페이스X의 다음 개발 목표는 완전하고 신속한 재사용이다. 스페이스X는 슈퍼헤비 부스터와 스타십 우주선을 발사대로 되돌려 다시 비행시키는 체계를 추진하고 있다.

스페이스X는 지금까지 발사탑을 이용해 슈퍼헤비 부스터를 세 차례 포획했다. 머스크는 이번 비행 전에 열린 올인 서밋(All-In Summit)에서 14번째 비행이 잘 진행되면 15번째 시험비행에서 처음 스타십 우주선 포획을 시도하겠다고 밝혔다고 블룸버그가 보도했다.

따라서 15번째 비행의 우주선 포획은 당시 기준으로 조건부 계획이다. 머스크는 우주선과 부스터의 재비행(refly) 시점에 대해 올해 말 가능성을 거론하면서도 "내년 초가 더 유력하다"고 밝혔다

그는 27일 엑스에서 스타십의 시간당 비행까지 "2∼3년 남았다"고 썼다. 그는 궁극적으로 연간 수백∼수천 회 스타십을 운항하는 구상을 제시해 왔다.

스타십에는 더 먼 임무도 예정돼 있다. 블룸버그는 스타십이 인공지능(AI) 데이터센터 역할을 할 미래 위성 최대 100만기를 궤도에 올리는 역할도 맡게 된다고 전했다.

달과 화성 등 장거리 유인 탐사를 위해서는 궤도 내 재급유(in-orbit refueling) 능력도 입증해야 한다. 블룸버그는 스페이스X가 먼 우주까지 스타십을 보내기 위해 궤도에서 우주선에 연료를 다시 공급하는 능력을 시연하는 등 상당한 개발 작업을 계속해야 한다고 분석했다.