스페이스 클럽 SpaceX, 스타십 3편에서 얻은 교훈을 자세히 설명하고, 6월 5일을 4편 발사 목표 날짜로 설정

[발사총책임자]

2024년 3월 14일 3편(스타십 IFT-3)이 대기권에 재진입할 때 플라즈마에 둘러싸인 우주선을 보여주는 스타십 상부 스테이지의 탑재 카메라. 이미지: SpaceX

스페이스X는 이르면 6월 5일 텍사스 남부에 있는 스타베이스 시설에서 네 번째 비행 시험에 나설 대형 스타십 로켓을 발사할 준비를 하고 있다. 목표 발사일은 3월 14일 3편 이후 3개월이 조금 안 되는 시점이다.

SpaceX는 웹사이트에 올린 두 개의 게시물에서 3편에서 얻은 교훈, 4편에서의 임무 목표, 그리고 이 두 가지 개발 캠페인 사이의 모든 시기의 차이점을 설명했습니다.

Flight 4 발사 창은 6월 5일 오전 7시 중부 표준시(오전 8시 EDT(1200 UTC))에 열릴 예정입니다. 그러나 SpaceX가 지적했듯이 그들은 여전히 미국 연방항공국(FAA)의 규제 승인을 기다리고 있습니다.

이번 조사에서 SpaceX는 페이로드 베이 도어를 작동하거나 상단 스테이지의 진공 엔진을 재점화하는 것과 같이 비행 3 중에 시도한 추가 비행 항목 중 일부를 시도하지 않을 것입니다.

SpaceX는 성명서에서 "네 번째 비행 시험은 궤도 달성에서 Starship과 Super Heavy를 반환하고 재사용할 수 있는 능력을 입증하는 것으로 초점을 바꾼다"고 밝혔다. "주요 목표는 슈퍼 헤비 부스터로 멕시코만에 착륙 연소 및 소프트 스플래쉬 다운을 수행하고 스타십의 통제된 진입을 달성하는 것입니다."

교훈

블로그 게시물에서 SpaceX는 계획대로 진행된 3편의 여러 항목과 사고를 일으킨 다른 항목을 설명했습니다. 성공 사례 중 하나는 추진제 이송 시연을 완료하여 "액체 산소를 헤더 탱크에서 메인 탱크로 옮기는 것"이었습니다.

SpaceX는 성명서에서 "이 테스트는 NASA의 아르테미스 프로그램에 따라 우주 비행사를 달에 귀환시키는 것과 같은 임무를 가능하게 할 궁극적인 선박 간 추진제 전송에 대한 귀중한 데이터를 제공했다"고 밝혔다.

2편과 마찬가지로 3편도 단 분리를 통해 로켓 상승에 성공했다. 두 번째 비행을 시작으로 가장 최근의 비행에서는 스타십 상부 스테이지가 전체 상승 연소를 통과했습니다.

그러나 스페이스X는 3편 발사 당시 슈퍼 헤비 부스터의 "액체 산소가 엔진에 공급되는 곳"의 필터가 막혀 "엔진 산소 터보 펌프의 입구 압력 손실"이 발생했다고 밝혔다. 이것이 부스트백 연소 중에 사용된 13개의 랩터 엔진 중 6개가 조기 종료된 근본 원인일 가능성이 높다고 말했습니다.

SpaceX의 Starship 로켓은 2024년 3월 14일 목요일에 프로그램 역사상 세 번째로 발사됩니다. 이미지: Adam Bernstein/Spaceflight Now

착륙 연소 시간이 되자 조기에 꺼진 6개의 엔진이 비활성화되었고 나머지 7개의 엔진 중 2개만이 "메인 스테이지 점화"에 성공한 것으로 확인되었습니다.

스페이스X는 "부스터는 멕시코만 상공 약 462m 상공에서 교신이 끊겼을 때 예상보다 낮은 착륙 연소 추력을 보였다"며 "임무 시작 7분도 채 되지 않았다"고 설명했다.

SpaceX는 Flight 4 Super Heavy 부스터와 그 이후의 산소 탱크 내에서 더 많은 하드웨어 개선이 "추진제 여과 기능을 더욱 향상시키기 위해" 이루어질 것이라고 말했습니다. 그들은 또한 "착륙 조건에서 Raptor 엔진의 시동 신뢰성을 높이기 위해" 새로운 하드웨어와 소프트웨어를 추가할 것입니다.

우주에서 재진입하는 동안 스타십 상부 스테이지는 로켓이 의도치 않게 굴러가기 시작하면서 자세 제어가 부족하여 "우주선이 보호 구역과 비보호 구역 모두에서 예상보다 훨씬 더 큰 열을 보였다"고 말했습니다.

"계획되지 않은 롤의 가장 가능성 있는 근본 원인은 롤 제어를 담당하는 밸브의 막힘으로 확인되었습니다." 이어 "스페이스X는 이후 태세 제어 이중화를 개선하기 위해 곧 출시될 스타십에 롤 제어 추진기를 추가하고, 장애물에 대한 복원력을 개선하기 위해 하드웨어를 업그레이드했다"고 덧붙였다.

타임라인 조정

하드웨어와 소프트웨어의 일부 변경 사항 외에도 임무 타임라인을 매의 눈으로 관찰하는 관찰자는 몇 가지 다른 주요 차이점도 파악할 수 있습니다. 주목할 만한 출시 전 변경 사항 중 하나는 연료 공급 프로세스와 관련이 있습니다.

3번 비행 당시 스페이스X는 T-53분에 스타십 상부 스테이지에 액체 산소를 먼저 적재한 뒤 2분 뒤 우주선에 액체 메탄을 실었다. 4편은 이를 뒤집어 T-49분에 액체 메탄을 쏘아 올리고, 2분 후에 액체 산소를 쏘아 올린다.

슈퍼 헤비 부스터에서도 마찬가지로 3편은 T-42분에 액체 산소를 장전하고 1분 후에 액체 메탄을 싣는 것으로 시작했다. 4편은 T-40분에 액체 메탄을 싣고 3분 후에 액체 산소를 싣고 출발한다.

SpaceX는 연료 공급 과정에서 번복된 이유를 밝히지 않았지만 패드 근처의 탱크 팜에서 액체 산소와 액체 메탄을 위한 저장 탱크를 수정하기 위해 상당한 작업을 수행해 왔습니다. 수직 탱크는 지상 시스템 작업의 일환으로 지난 몇 달 동안 수평 탱크로 교체되었습니다.

스타십에 연료를 공급하는 시간은 지난 비행보다 약 4분 짧아질 예정이다. 또한 팰컨 9 로켓에 연료를 완전히 공급하는 데 걸리는 시간보다 약 11분 더 길다.

출시 일정도 다소 조정되었습니다. "흥미진진한 착륙!"이라고 적힌 임무의 종료는 거의 같은 시간(1시간 5분)으로 유지되지만, 4편은 추가 비행 목표 중 일부를 제거하여 훨씬 간소화되었습니다.

하지만 타임라인에 세 가지 주요 이벤트가 추가되었는데, 하나는 이륙 직전이었고 두 개는 임무 종료 무렵이었습니다.

슈퍼헤비 부스터가 부스트백 연소를 수행한 데 이어 4분 표시 직전에 스페이스X는 스타십의 첫 번째 비행과 두 번째 비행 사이에 추가된 핫 스테이지 어댑터를 분사할 예정이다.

스페이스X는 "비행의 마지막 단계를 위해 부스터 질량을 줄이기 위해" 이 작업을 하고 있다고 밝혔다.

이 다음 라운드에서 추가된 다른 두 이벤트에는 T+01:05:38의 소위 "착륙 플립"과 5초 후 착륙 번이 포함됩니다.

스페이스X는 "4편은 이전 비행 시험과 비슷한 궤적을 그리며 비행할 것"이라며 "스타십은 인도양에 착륙하는 것을 목표로 하고 있다"고 밝혔다. "이 비행 경로는 재진입을 위해 궤도를 이탈할 필요가 없어 공공 안전을 극대화하는 동시에 통제된 스타십 재진입이라는 우리의 주요 목표를 달성할 수 있는 기회를 제공합니다."

시작 경로

SpaceX가 금요일에 언급했듯이 6월 5일 수요일의 목표 발사 날짜는 FAA의 승인을 받는 데 달려 있습니다. 3편 이후 SpaceX가 주도한 사고 조사는 여전히 진행 중이지만, 회사는 조사가 완전히 끝나기 전에 비행을 재개하기 위해 FAA 규칙 내에서 기존 허가 메커니즘을 사용하기를 희망하고 있습니다.

스페이스X는 "플라이트 3 동안 두 차량 모두 자동 비행 안전 시스템이 작동하지 않았으며, 사전 정의된 위험 구역 밖에서 차량 파편이 충돌하지 않았다"고 밝혔다. "공공 안전에 영향을 미치지 않는다는 FAA의 결론이 나올 때까지 사고 조사를 공식적으로 종결하지 않고 다음 비행에 대한 면허 변경을 발행할 수 있습니다."

금요일 논평을 요청받았을 때 FAA는 Spaceflight Now에 공공 안전 결정에 대한 SpaceX의 요청을 받았으며 그들이 동의할 경우 사고 조사가 진행되는 동안 SpaceX가 실제로 비행할 수 있다고 말했습니다.

FAA는 "FAA는 상업용 우주 수송 발사 및 재진입 작업 중에 대중을 보호할 책임이 있으며 최선을 다하고 있다"고 밝혔다. "4월 5일, SpaceX는 Starship OFT-3 사고 사건에 대한 진행 중인 조사의 일환으로 FAA에 공공 안전 결정을 내릴 것을 요청했습니다. FAA는 요청을 검토하고 있으며 프로세스의 모든 단계에서 데이터와 안전에 따라 안내할 것입니다."

이번 주 NASA의 HLS 프로그램 표면 책임자인 Logan Kennedy가 프레젠테이션에서 보여준 Starship의 인간 착륙 시스템 버전 슬라이드. 그래픽: SpaceX/NASA

가능한 한 많이, 그리고 자주 발사하는 것은 SpaceX의 개발 과정과 NASA에도 중요합니다. 이 로켓은 현재 2026년 9월로 예정된 아르테미스 3호 임무 중 달 표면에 유인 착륙을 지원하기 위해 계약되었습니다. 올해 초 NASA는 이전 2025년 12월 날짜에서 거의 1년 동안 연기한다고 발표했습니다.

이번 주 초 상원 세출 위원회의 예산 청문회에서 NASA 관리자 빌 넬슨은 4편이 다가옴에 따라 스타십의 개발을 면밀히 주시하고 있다고 말했다.

넬슨은 "아르테미스 3호는 아폴로 프로그램과 비교하면 달에 착륙한 아폴로 9호, 10호, 11호와 달 궤도를 10번 돌았던 아폴로 8호의 일부를 결합한 것"이라고 말했다. 이는 어려운 작업이며, 만약 우리가 착륙한다면 스페이스X가 착륙선을 준비해야 한다"고 말했다.

"이제 그들은 모든 이정표를 달성했으며 몇 주 안에 꼬리에 33개의 랩터 엔진이 있는 거대한 로켓을 발사할 것이며 우주의 가치를 보여주는 더 많은 일을 할 것입니다."라고 Nelson은 덧붙였습니다. "SpaceX가 착륙선을 준비하기를 바랍니다."

스페이스 클럽(Space Club)