스페이스 클럽 SpaceX, Flight 4 임무에서 Starship, Super Heavy Booster의 첫 번째 소프트 스플래쉬 다운 달성

[발사총책임자]

프로그램 역사상 네 번째로 SpaceX는 텍사스 남부의 Starbase 시설에서 Starship 로켓을 발사합니다. 이미지: Adam Bernstein/Spaceflight Now

오후 2시 32분(동부 표준시) 업데이트: 임무 세부 정보가 추가되었습니다.

스페이스X는 1년 남짓한 기간 동안 네 번째로 텍사스 남부에 있는 개발 시설인 스타베이스(Starbase)에서 거대한 스타십(Starship) 로켓의 시험 임무를 시작했습니다. 플라이트 4(Flight 4)라고 불리는 이 발사체는 대부분 재사용 가능한 로켓이라는 목표를 향해 나아가고 있습니다.

이전 세 번의 발사와 마찬가지로 4편은 탑재체를 포함하지 않고 준궤도 궤적을 비행했습니다. 이전 임무와 달리 4편에서는 슈퍼 헤비 부스터(부스터 11)와 스타십 상단 단계(함선 29)가 부드럽게 추락했습니다. 이륙은 오전 7시 50분(중부 표준시 오전 8시 50분, 1250 UTC)에 이루어졌으며, 120분 창이 열릴 무렵에 이루어졌습니다.

https://youtu.be/lFkqZF-Ss7o

수요일, SpaceX는 121m(397ft) 스타십 로켓을 만들기 위해 부스터 11 위에 Ship 29를 쌓았습니다. 스페이스X 창업자 일론 머스크는 1일(현지시간) X(구 트위터)에 올린 글에서 "이번 임무의 주요 목표는 재진입 시 대기권 깊숙이 들어가는 것"이라며 "이상적으로는 최대 가열을 통해 대기권으로 진입하는 것"이라고 밝혔다. 임무가 끝난 후, 그는 "많은 타일이 유실되고 덮개가 손상되었음에도 불구하고" 스타십의 재진입을 축하했다.

3번 비행 도중, 상단 스테이지가 통제할 수 없을 정도로 굴러가기 시작했고, 이로 인해 차량은 6개의 랩터 엔진 중 하나에 다시 불을 붙일 수 없었다. 그러나 SpaceX 사업의 또 다른 부분인 Starlink 위성 인터넷 네트워크에 연결할 수 있는 기능 덕분에 로켓은 플라즈마 담요를 통해 재진입을 보여주는 고화질 카메라 뷰를 스트리밍할 수 있었습니다.

SpaceX는 발사 후 블로그에서 "자세 제어의 부족으로 인해 우주선이 보호 구역과 비보호 구역 모두에서 예상보다 훨씬 더 큰 가열을 보면서 명목상 진입을 벗어났다"고 밝혔습니다. "계획되지 않은 롤의 가장 가능성 있는 근본 원인은 롤 제어를 담당하는 밸브의 막힘으로 확인되었습니다. 이후 스페이스X는 자세 제어 이중화를 개선하기 위해 곧 출시될 스타십에 롤 제어 추진기를 추가하고, 장애물에 대한 복원력을 개선하기 위해 하드웨어를 업그레이드했다"고 밝혔다.

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

한편, 마지막 비행의 슈퍼 헤비 부스터는 부스트백 연소 중에 사용된 랩터 엔진 13개 중 6개를 조기에 종료시켰으며, 착륙 연소를 시도했을 때 오프라인 상태로 유지되었습니다.

스페이스X는 "멕시코만 상공 약 462m 상공에서 임무 시작 7분도 채 되지 않아 교신이 끊겼을 때 부스터의 착륙 연소 추력이 예상보다 낮았다"고 밝혔다. "조기 부스트백 번 셧다운의 가장 가능성 있는 근본 원인은 액체 산소가 엔진에 공급되는 필터가 계속 막혀 엔진 산소 터보 펌프의 입구 압력 손실로 이어지는 것으로 확인되었습니다."

"Flight 4 및 그 이상을 위한 Super Heavy 부스터는 추진제 여과 기능을 더욱 향상시키기 위해 산소 탱크 내부에 추가 하드웨어를 추가할 것입니다."

이제 플라이트 4의 성공과 함께 머스크는 플라이트 5의 야심 찬 이정표, 즉 발사대의 소위 "젓가락"을 사용하여 슈퍼 헤비 부스터를 잡는 것을 예고했습니다.

달의 눈

4편은 스페이스X뿐만 아니라 NASA에게도 중요한 임무였다. 이 로켓은 현재 2026년 9월을 목표로 하고 있는 아르테미스 3호 임무에 착수할 때 중심이 될 것입니다.

유인 착륙 시스템 프로그램의 관리자인 리사 왓슨-모건(Lisa Watson-Morgan)과 그녀의 팀은 아르테미스 3호와 아르테미스 4호 임무의 우주 비행사들을 위한 달 착륙선 역할을 할 로켓의 개발을 이해하기 위해 SpaceX와 계속 협력하고 있습니다. 그녀는 Flight 4 발사를 앞두고 Spaceflight Now와 이야기를 나눴습니다.

왓슨-모건은 "[비행] 1번과 2번에서 얻은 교훈을 보고 그것이 제조, 생산, 3번 비행의 운영 방식을 통해 어떻게 적용되는지 볼 수 있어서 좋았다"고 말했다. "랩터와 관련된 문제는 없었습니다. 솔직히 엔진 주변에서 화재가 없고 일관성이 좋습니다. 모든 엔진에 불이 들어왔을 때, 우리에게는 중요한 승리였습니다."

그녀는 플라이트 3 중 상단 스테이지의 랩터 재점화를 달성할 수 없었지만 그 이정표를 달성할 시간은 아직 충분하다고 언급했습니다. 왓슨-모건은 2024년 하반기나 2025년 초에 시연될 필요가 있다고 말했다.

왓슨-모건은 "스페이스X가 랩터를 계속 성숙시키면서 설계와 개발을 진행하고 있기 때문에 수정하고 조정하고 변경하고 있다"고 말했다. "그리고 이 모든 것이 업데이트된 빌드 시퀀스에 통합되고 있습니다."

스타십의 달 착륙 시스템에 대한 아티스트의 일러스트레이션. 사진 제공: SpaceX

왓슨-모건과 NASA가 주목한 성공 중 하나는 선박의 헤더 탱크에서 주 상부 단계 LOX 탱크로 액체 산소(LOX)를 옮기는 추진제 이송이었습니다. 이는 NASA의 우주 기술 임무국(STMD)과의 5,320만 달러 규모의 티핑 포인트 계약을 이행하기 위해 고안되었으며, 이 계약에는 10미터톤의 추진제 이송을 입증해야 한다는 요구 사항이 있었습니다.

왓슨-모건은 HLS 사무실이 이에 직접 관여하지는 않았지만 STMD의 대표는 성공적인 시연이었다는 점에서 SpaceX의 의견을 반영했다고 말했습니다. 이는 아르테미스 달 착륙을 위한 SpaceX 임무의 주요 구성 요소 중 하나인 선박 간 추진제 이송을 수행할 수 있는 첫 번째 단계입니다.

SpaceX의 개념은 우주선의 상부 단계의 유조선 버전을 지구 저궤도에 발사하는 것입니다. 그런 다음 일련의 선박을 발사하여 유조선에 도킹하고 추진체를 유조선으로 옮기면 달로 향하기 전에 HLS 버전의 Starship으로 전환됩니다.

"소품 전송은 우주의 나머지 부분으로 가는 포털의 열쇠입니다. 정말 그렇다. 그것은 화성으로 가는 열쇠이고, 남극으로 가는 열쇠이며, 정말로, 그것은 우리의 긴 극이며, 우리는 그것을 준비하기 위해, 스페이스X를 돕기 위해 우리가 할 수 있는 모든 것을 하고 있다"고 왓슨-모건은 말했다. "또한, 우리는 블루 오리진을 돕기 위해 할 수 있는 모든 일을 하고 있는데, 이는 블루 오리진의 컨셉에도 그런 것이 있기 때문입니다."

왓슨-모건은 유조선으로 향하는 연료 공급 항공편의 수는 얼마나 많은 추진체를 이송해야 하는지 완전히 명확하지 않기 때문에 현재로서는 확실하고 빠른 숫자가 아니라고 말했다.

"전차 6대에 달려 있습니다. 얼마를 얼마나 송금하고 싶은지에 달려 있습니다. 우리가 증명하고 싶은 다른 목표가 무엇인지, 그리고 비행 테스트를 얼마나 오래 시연하고 싶은지에 달려 있습니다." 라고 왓슨-모건은 말했다. "그래서 그것은 단지 커플일 수도 있고 커플 이상일 수도 있습니다. 따라서 모든 것은 우리의 목표에 달려 있습니다."

"SpaceX에 대해 매우 감사하는 한 가지는 NASA가 필요하다고 판단하면 타이밍에 따라 목표에 대해 개방적이고 유연하며 더 많은 목표에 열려 있다는 것입니다."

궤도 내 재충전을 위해 우주에서 연결된 두 개의 우주선. 사진 제공: SpaceX

왓슨-모건은 이에 대해 할 수 있는 말이 제한적이지만, 스페이스X가 소품 전송 시연을 돕기 위해 더 작은 추진기 스타일의 엔진을 개발하고 있다고 언급했다. 그녀는 이에 대한 개발 이정표가 올해 말에 나올 것이라고 말했습니다.

"우리 팀은 깊은 인상을 받았습니다. 그들은 반년도 채 되지 않아 이 엔진을 개발했고 지금까지 잘 작동하고 있습니다"라고 그녀는 말했습니다.

스타쉽 확장팩

추진제 이송 시기의 일부는 SpaceX가 현재 보유하고 있는 하나의 발사 타워보다 더 많은 발사대에서 여러 개의 스타십 임무를 수행할 수 있는지에 달려 있습니다. 이 회사는 Starbase에 두 번째 타워를 건설하는 과정에 있습니다.

이를 위해 플로리다에 있는 NASA의 케네디 우주 센터(Kennedy Space Center)에 있는 시설에서 추가 세그먼트와 부품을 제조하여 텍사스로 운송했습니다. 올해 초와 이번 주에 선적된 4개의 타워 세그먼트 컬렉션은 타워의 소위 "젓가락"과 엘리베이터 시스템 지지대와 함께 바지선에 2개의 세그먼트를 더 적재했습니다.

왓슨-모건은 추진체 이송 임무가 스타베이스의 두 타워에서 수행될 수 있다고 말했지만, NASA는 스타십 발사 능력이 KSC에서도 가동될 수 있도록 하는 데 큰 관심을 갖고 있다. 다음 주, 미국 연방항공청(FAA)은 역사적인 발사 단지 39A에서 연간 약 44회의 스타십 발사를 허용하는 것에 대한 의견을 수렴하기 위해 공개 범위 지정 회의를 개최할 예정입니다.

2024년 6월 1일 토요일 NASA 케네디 우주 센터의 프레스 사이트 근처 회전 분지로 젓가락 엘리베이터 시스템과 함께 스타십 타워 세그먼트가 굴러갑니다. 이 부품들은 두 번째 발사 타워를 세우기 위해 텍사스 남부의 스타베이스로 향하는 화물의 일부였습니다. 이미지: Will Robinson-Smith/Spaceflight Now

동시에 미 공군은 유나이티드 론치 얼라이언스(ULA)의 델타 4 헤비 로켓의 이전 발사장인 우주 발사 단지 37 또는 SLC-50이라는 새로운 발사대에서 스타십 발사에 대해 유사한 평가를 수행하고 있다.

"우리는 확실히 그것을 보고 싶습니다. 우리는 모든 것이 확인되는지 확인하기 위해 무인 데모를 통해 확실히 그리고 명확하게 확인해야 합니다"라고 Watson-Morgan은 말했습니다. "우리는 패드 점검과 그 모든 것, 그리고 그 전에 운영 준비 상태를 검토할 것입니다."

SpaceX와 NASA의 HLS 계약 중 일부는 아르테미스 3호 임무 전에 스타십의 무인 착륙을 수행한다는 것입니다.

루프에 있는 인간

인간이 조종하는 스타십 버전을 개발하면서 NASA의 존슨 우주 센터에 있는 우주비행사 사무소(Astronaut Office)의 의견도 수집하고 있습니다. 왓슨-모건(Watson-Morgan)은 그들을 "승무원"이라고 부르며, 사무실이 인터페이스, 제어 시스템 및 핸들 위치와 같은 차량의 특정 부분의 기능에 대한 통찰력과 의견을 제공한다고 말했다.

그녀는 HLS 사무실이 주로 우주 비행사 라자 차리(Raja Chari)와 랜디 브레스닉(Randy Bresnik)과 함께 일하고 있으며, 후자는 "맨 처음부터" 그 과정의 일부였다고 말했다. 왓슨-모건은 그들의 통제 위원회에 우주비행사 사무실의 구성원들도 있다고 말했다.

"우리는 인간 착륙 시스템 제어 위원회를 가지고 있으며, 요구 사항의 변경이나 업데이트 또는 구현 방법은 공식적인 이사회 조치를 거치며 승무원은 투표권을 가진 구성원입니다.

4월 30일, 캘리포니아 호손의 SpaceX 본사에서 NASA 우주 비행사 Doug "Wheels" Wheelock과 Axiom Space 우주 비행사 Peggy Whitson은 Starship 엘리베이터 및 에어록 모형과 함께 Axiom의 가압 우주복에 대한 첫 번째 통합 테스트를 수행했습니다.

"전반적으로, 나는 우주 비행사들의 제어판 작동과 달에 발을 들여 놓기 전에해야 할 어려운 작업을 수행 할 수있는 능력에 만족했습니다."라고 NASA의 HLS 프로그램의 표면 활동 책임자 인 Logan Kennedy는 성명서에서 말했습니다. "이 실험은 또한 에어록, 갑판 및 엘리베이터에서 사용할 수 있는 공간의 양이 우리 우주 비행사들이 계획한 작업에 충분하다는 것을 확인했습니다."

우주비행사들은 스타십 내부의 승무원실 아래에 위치할 스타십 유인 착륙 시스템의 에어록을 본격적으로 제작하여 임무와 같은 기동을 수행하는 동안 완벽하게 적합했습니다. 이미지: SpaceX처리 시간이 단축되고 싶으신가요?

Starship 테스트 캠페인을 통해 SpaceX는 발사 사이의 처리 시간을 점점 더 짧게 만듭니다. 이는 부분적으로는 덜 파괴적인 방식으로 매번 더 많은 것을 성취하기 때문이기도 하지만, FAA가 하고 있는 작업 덕분이기도 합니다.

2편은 1편 이후 212일, 3편은 2편 117일, 4편은 3편 84일 만에 나왔다. 왓슨-모건은 스페이스X가 스타베이스에서 한 달에 한 번씩 발사 주기를 달성하기를 원하지만, 이전 비행에서 배운 것을 후속 비행에 주입하기를 원할 것이라는 것을 알고 있으며, 이는 더 많은 시간이 걸릴 수 있다고 말했다.

왓슨-모건은 "2-3개월에 한 번씩이라 할지라도, 이는 테스트 캠페인에 있어 상당한 성과이며, 이러한 각 테스트는 서로 다른 위험을 상쇄할 것"이라고 말했다. "NASA의 입장에서 볼 때, 우리는 모든 엔진이 어떻게 작동하는지, 어떻게 작동하는지, ISP(특정 임펄스)와 관련하여 어떻게 작동하는지에 대해 좀 더 깊은 통찰력을 얻을 수 있을 것입니다."

스페이스X의 스타십 로켓이 2024년 6월 6일 발사 예정인 4편을 앞두고 완전히 쌓여 있다. 이미지: 마이클 케인/스페이스플라이트 나우

미 연방항공청(FAA)은 4편을 허용하는 발사 허가 변경을 승인하면서 스페이스X가 임무 종료 시 스타십 진입을 위한 세 가지 시나리오를 제시했다며 "이는 비행체가 분실될 경우 조사가 필요하지 않을 것"이라고 밝혔다.

FAA는 성명서에서 "FAA는 비행 안전 및 비행 위험 분석의 일환으로 시나리오를 평가하고 공공 안전 요구 사항을 충족하는지 확인한 후 테스트 유도 손상 예외로 승인했다"고 밝혔다. "스타십 차량에 다른 이상 현상이 발생하면, 슈퍼 헤비 부스터 로켓에 이상이 발생했을 때와 마찬가지로 조사가 필요할 수 있습니다."

이 언어는 Flight 4의 좋은 성과와 결합되어 Flight 5 임무를 훨씬 더 빨리 발표할 수 있는 문을 열 수 있습니다.

스페이스 클럽(Space Club)