스페이스 클럽 실시간 보도: SpaceX, Starship Flight 5 임무 중 첫 번째 부스터 캐치 시도

[우주센터]

스페이스X의 스타십 로켓이 텍사스 남부 스타베이스의 궤도 발사대 위에 서 있다. 스타십 플라이트 5(Starship Flight 5) 미션은 발사 타워의 팔을 사용하여 첫 번째 부스터 캐치를 선보일 준비가 되어 있습니다. 이미지: Will Robinson-Smith/Spaceflight Now

오전 4:00(동부 표준시) 업데이트: 플로리다 해안의 악천후로 인해 크루 드래곤 엔데버는 10월 13일 일요일에 국제 우주 정거장에서 도킹을 해제하지 않을 예정이다. 새로운 도킹 해제 날짜가 결정됩니다.

스페이스X는 일요일 아침 텍사스 남부에서 거대한 스타십 로켓의 다섯 번째 시험 발사를 준비하고 있다. 플라이트 5(Flight 5)라고 불리는 이 임무는 로켓의 슈퍼 헤비 부스터를 처음으로 타겠다는 의도로 헤드라인을 장식합니다.

초기 상승 시 모든 것이 순조롭게 진행된다면 71미터(232피트) 높이의 부스터는 스타십 상부 스테이지에서 분리된 후 뒤집혀 보카치카 해변을 따라 발사 타워를 향해 다시 날아간 후 "젓가락"이라고 불리는 타워의 로봇 팔에 걸릴 수 있을 만큼 충분히 오래 호버링할 것입니다.

이륙은 오전 7시 CDT(1200 UTC)로 설정되어 있으며, 30분의 발사 창이 시작됩니다. 스페이스플라이트 나우(Spaceflight Now)는 이륙 약 2시간 전부터 스타십 플라이트 5를 생중계할 예정이다.

https://youtu.be/PyR_M5rCL64

미국 연방항공국(FAA)은 토요일 오후 발사 허가증에 대한 수정을 발표하면서 스페이스X가 임무를 발사할 수 있는 길을 열어줬다.

FAA는 성명에서 "FAA는 SpaceX가 준궤도 시험 비행에 대한 모든 안전, 환경 및 기타 라이선스 요구 사항을 충족했다고 판단했다"고 밝혔다. "플라이트 5 미션 프로필에는 텍사스 주 보카치카에서 스타십/슈퍼 헤비 연합 차량을 발사하고, 슈퍼 헤비 부스터 로켓의 발사 장소로 귀환하여 발사 타워의 추격 시도를 하고, 스타십 차량을 호주 서쪽 인도양에 물 착륙하는 것이 포함됩니다."

순전히 우연의 일치로, 이번 발사는 NASA와 함께 SpaceX의 또 다른 중요한 작업인 국제 우주 정거장에서 크루 드래곤 엔데버(Crew Dragon Endeavour)의 도킹 해제가 있은 지 한 시간 이내에 이루어질 예정이었습니다. 이 기동은 최근 며칠 동안 플로리다 주변의 좋지 않은 복구 날씨로 인해 지연된 Crew-8 사중주의 귀환 여행을 시작하도록 설계되었습니다.

드래곤은 동부 표준시 기준 오전 7시 5분(UTC 1105)까지 우주 정거장에서 도킹 해제될 예정이었다. 그러나 플로리다 해안의 악천후로 인해 NASA와 SpaceX는 일요일에 기회를 포기하기로 결정했습니다.

스타베이스에서의 발사는 일요일 텍사스에서 이륙하는 것을 목표로 하는 두 개의 준궤도 로켓 중 하나이기도 하다. 블루 오리진(Blue Origin)은 스타베이스(Starbase)에서 약 760마일(1,223km) 떨어진 밴 혼(Van Horn) 인근에서 뉴 셰퍼드(New Shepard) 로켓의 최신 무인 발사를 위한 또 다른 발사 시도를 준비하고 있습니다.

NS-27 임무는 오전 7시 30분(중부 표준시 1230 UTC)에 발사되는 것을 목표로 하고 있다. 뉴 셰퍼드가 정시에 이륙하면 스타십 상부 스테이지는 해안 단계를 마무리하고 인도양에 착륙하기 위해 재진입을 시작하는 데 약 20분 정도 걸릴 것입니다.

부스터를 맞으려면

테일 넘버 B12인 슈퍼 헤비 부스터를 잡겠다는 스페이스X의 목표는 로켓을 빠르게 재사용하려는 회사 계획의 중요한 부분이다. 계획된 발사를 며칠 앞두고 SpaceX의 경영진은 캐치가 가능할 것이라는 낙관론을 공개적으로 표명했습니다.

"우리는 바다에 50cm 정확도로 착륙했기 때문에 타워로 돌아갈 수 있는 합리적인 기회가 있다고 생각합니다." 스페이스X의 빌드 및 비행 신뢰성 담당 부사장인 빌 거스텐마이어(Bill Gerstenmaier)는 10월 9일 미국 국립과학원(National Academies)의 우주 생물 및 물리 과학 위원회(Committee on Biological and Physical Sciences in Space)에서 발표한 자리에서 말했다.

그렇긴 하지만, SpaceX는 로켓이 상승하는 동안 조건이 옳지 않다고 느껴질 경우 부스터를 잡으려는 시도를 중단할 것입니다.

SpaceX는 "슈퍼 헤비 부스터의 귀환 및 포착 시도 전에 수천 개의 고유한 차량 및 패드 기준을 충족해야 하며, 이를 위해서는 부스터와 타워의 건강한 시스템과 임무 비행 책임자의 수동 명령이 필요합니다"라고 밝혔습니다. "부스트백 연소가 완료되기 전에 이 명령이 전송되지 않거나 자동 상태 점검에서 슈퍼 헤비 또는 타워의 상태가 용납할 수 없는 것으로 나타나면 부스터는 기본적으로 멕시코만에 착륙 연소 및 소프트 스플래쉬 다운으로 이동하는 궤적을 사용합니다."

https://youtu.be/ngW4_x9J_P8

슈퍼 헤비 부스터의 귀환에는 소닉 붐도 동반될 가능성이 높습니다. 케이프 커내버럴 우주군 기지와 반덴버그 우주군 기지 근처의 발사 관찰자들은 이 소음을 수없이 목격했지만, 이 현상은 리오그란데 밸리에 있는 사람들에게는 새로운 경험이 될 것입니다.

발사 하루 전인 토요일, 스페이스X는 캐머런 카운티의 대중에게 주의보를 발령하여 이 사건에 대해 경고했는데, 이는 스페이스X가 부스터의 포획 시도를 진행하는 것이 편하다고 판단할 경우에만 발생할 것이라고 경고했다.

스페이스X는 "소닉 붐은 해당 지역의 항공기나 다른 차량이 음속보다 빠르게 비행할 때 지상에 있는 사람이 듣는 짧고 천둥 같은 소음"이라고 설명했다. "소닉 붐은 건강에 위험을 초래하지 않으며 사람들이 경험하는 것은 날씨 및 기타 조건에 따라 달라질 것입니다."

"건강 위험"에 대한 언급은 발사 허가 수정이 고려되는 동안 SpaceX와 FAA 사이에 계속된 의견 교환과 관련이 있습니다. 9월 24일 의회 청문회에서 마이크 휘태커(Mike Whitaker) FAA 청장은 스타십 5편과 관련된 질문에 "소닉 붐 분석은 안전 관련 사고"라고 주장했다.

캘리포니아 제3선거구를 대표하는 공화당 케빈 킬리 하원의원에게 보낸 서한에서 스페이스X는 행정관이 사실에 입각한 착오라고 주장하며 이러한 발언을 반박했다. 회사 측은 소닉 붐이 "공공 안전과 관련이 있는 것이 아니라 이전에 환경에 위험을 초래하지 않는 것으로 평가되었던 환경 고려 사항과 관련이 있다"고 주장했다.

2024년 10월 12일 SpaceX Starship/Super Heavy Launch Vehicle Program에 대한 2022년 PEA(Programmatic Environmental Assessment)에 대한 서면 재평가 문서에는 소닉 붐에 대한 충격 모델 업데이트의 필요성이 설명되어 있습니다.

"소닉 붐 윤곽에서 증가된 면적은 이러한 자원에 대한 잠재적 영향 면적이 더 커지지만, 이 확장된 영역에서 적용 가능한 자원은 이미 논의된 것과 상당히 유사하다"고 문서는 명시했다. "따라서 2022년 PEA는 제안된 조치에 대해 영향을 받는 환경에 대한 유효한 문서로 남아 있습니다."

이 문서에는 "FAA가 요구하는 보험에 따라 SpaceX는 소닉 붐과 같은 사건으로 인한 구조적 손상에 대한 청구에 대해 계속 책임을 질 것"이라고 명시되어 있습니다.

부스터가 젓가락에 성공적으로 걸리면 SpaceX는 B12에서 남은 추진체를 내려야 합니다. SpaceX가 부스터의 건강 상태를 평가하고 승무원이 패드 주변 지역에 다시 접근할 수 있기 전에 차량을 안전하게 할 수 있는 최선의 방법을 결정하면 프로세스 일정이 확정될 것입니다.

Super Heavy Booster를 사용한 귀환에서 착륙 지점 운영까지의 잠재적 영향 범위를 그래픽으로 표현한 것입니다. 그래픽: FAA홍수 우려 완화

플라이트 5 미션 승인에 이르는 또 다른 난관은 스페이스X의 물 홍수 시스템, 즉 스페이스X가 궤도 발사대에서 로켓을 들어 올릴 때 33개의 랩터 엔진의 충격을 완화하는 방법에 관한 것이었다.

SpaceX의 수질오염방지법(Clean Water Act) 준수에 대한 우려가 제기됐고, 이는 지난 8월 9일 FAA의 주목을 받았다.

스페이스X의 스타십 로켓이 텍사스 남부 스타베이스의 궤도 발사대 위에 서 있다. 스타십 플라이트 5(Starship Flight 5) 미션은 발사 타워의 팔을 사용하여 첫 번째 부스터 캐치를 선보일 준비가 되어 있습니다. 이미지: Will Robinson-Smith/Spaceflight Now

FAA는 "스페이스X는 2023년 7월 [텍사스 환경품질위원회]가 관리하는 텍사스 다구간 일반 허가(Texas Multi-Sector General Permit)에 따라 홍수 방류에 대한 보장을 요청했다"고 밝혔다. "그러나 미국 환경보호국(EPA)이 발행한 2024년 3월 13일 행정 명령(AO)과 TCEQ의 2024년 8월 2일 조사 보고서에서 언급한 바와 같이, EPA와 TCEQ는 이전의 홍수 물 방류가 허용되지 않았으므로 수질오염방지법(CWA)(33 U.S.C. § 1251 이하 참조) 및 텍사스 환경 품질 및 수질 관리법(30 TEX. ADMIN. CODE § 305.42(a) 및 TEX. 물 코드 § 26.121(a)(1)).

"기관들은 SpaceX가 물 배출에 대한 개별 텍사스 오염 물질 배출 제거 시스템(TPDES) 허가를 위해 TCEQ에 신청해야 한다는 것을 발견했습니다. SpaceX는 2024년 7월 1일에 허가 신청서를 제출했으며 이후 TCEQ 및 EPA와 위반 혐의를 해결하기 위한 계약을 체결했습니다."

FAA는 스페이스X와 EPA가 지난 9월 5일 합의 및 최종 명령(CAFO)을 체결했으며, 9월 12일에는 EPA가 스페이스X에 서한을 보내 스페이스X가 의무를 이행했으며 "이로써 이 문제를 종결한다"고 밝혔다.

NASA, 임무 개발 주시

스타십 플라이트 5는 완전히 스페이스X의 작전이지만, NASA와 특히 인간 착륙 시스템 프로그램 사무실에서 깊은 관심을 가지고 지켜보고 있습니다. 스타십의 변형은 아르테미스 3호와 아르테미스 4호 임무 중에 사용될 예정이며, 이는 달 표면을 오가는 우주 비행사를 수송할 것입니다.

발사에 앞서, HLS 사무실의 부국장인 켄트 초즈나키(Kent Chojnacki) 박사는 스페이스플라이트 나우(Spaceflight Now)와의 인터뷰에서 그와 그의 동료들이 스타십 상부 스테이지와 슈퍼 헤비 부스터가 얼마나 잘 작동하는지에 대해 "매우 관심이 있다"고 말했다. 그는 특히 부스터샷을 맞으려는 시도를 주시할 것이라고 말했다.

"우리에게 흥미로운 점은 SpaceX가 제안하고 구현하고 있는 아키텍처의 경우 달에 가기 전에 지구 저궤도에서 추진체를 집계하기 위해 여러 번의 발사를 수행해야 한다는 것입니다."라고 Chojnacki는 말했습니다. "부스터를 빠르게 재사용할 수 있다는 것은 그 흐름을 보여줍니다."

그가 언급한 아키텍처는 SpaceX가 지구 저궤도에 머무를 Starship의 유조선 버전을 발사하는 것과 관련이 있습니다. 여러 척의 선박이 발사되어 도킹하고 달 궤도에서 승무원을 받을 Starship의 HLS 버전으로 전송할 수 있을 만큼 충분할 때까지 저장을 위해 추진제를 하역할 것입니다.

Chojnacki는 SpaceX가 효율적인 장원으로 창고를 채우기 위해 대략 격주로 발사해야 할 것이라고 말했습니다. 결국 스페이스X는 NASA 케네디 우주센터의 39A 발사 단지에 건설 중인 발사 타워와 스타베이스에 있는 두 개의 타워를 사용할 것을 요청할 예정이다.

Chojnacki는 "각 패드에서 일주일에 한 번 발사하여 각 패드에서 2주 소요 시간을 갖지만 거의 매주 발사하여 올라가서 창고를 채우고 돌아와서 부스터와 탱커를 재사용하여 작업을 수행하는 작업입니다"라고 말했습니다. "그런 종류의 케이던스가 좋을 것입니다. 우리는 끓는 것이 무엇인지 정말로 모릅니다. 우리가 찾고 있는 초기 비행 실험 중 일부는 그 곡선이 어떻게 생겼는지 이해하기 위한 데이터입니다."

스페이스X는 2025년 초로 예상되는 NASA에 개발 이정표로 추진제 이송 시연을 제안했다. Chojnacki는 이 시연을 위해 Starbase에 있는 두 개의 타워를 사용할 것이라고 말했습니다.

"현재 일정의 날짜는 그 캠페인을 시작하기 위해 '25 년 3 월이 될 것입니다."라고 Chojnacki는 말했습니다. "그래서 우리는 '25년 상반기에 그 일을 볼 수 있기를 바라고 있습니다."

Chojnacki는 그들 앞에 알려진 작업을 감안할 때 2026년 9월에 발사될 수 있는 아르테미스 3호 임무에 제한 요인이 될 것으로 예상하지 않는다고 말했습니다.

"그것이 바로 우리가 목표로 하고 있는 날짜입니다. 알려진 장애물은 없습니다"라고 Chojnacki는 말했습니다. "우리는 처음으로 시연해야 할 것들이 있고, 우리는 그것들을 시연하기 위한 계획을 가지고 있습니다."

스페이스 클럽(Space Club)