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스타십은 미국 중부시간 28일 오전 7시 48분(한국시간 28일 오후 9시 48분) 텍사스주 스타베이스에서 발사됐다. 1단 슈퍼헤비 부스터와 2단 스타십 우주선으로 이뤄진 이 발사체는 높이가 약 120m로, 지금까지 만들어진 로켓 가운데 가장 크고 강력하다. 이번 비행에는 부스터 21호기와 우주선 41호기가 투입됐다.
1단 부스터는 상승 중 랩터 엔진 33기 가운데 1기가 꺼졌지만 비행을 계속했다. 발사 약 2분 30초 뒤 우주선이 엔진을 점화하며 부스터와 분리됐다. 부스터는 방향을 돌려 귀환 연소에서 엔진 33기 중 31기를, 착륙 연소에서 13기 중 11기를 재점화한 뒤 멕시코만 해상에 착수했다.
우주선은 1차 상승 연소 도중 진공용 랩터 엔진 1기가 조기 정지했다. 우주선은 나머지 엔진 5기를 계획보다 오래 연소해 추력 손실을 메웠고, 예정했던 준궤도 궤적에 올랐다. 이 궤적은 기체 통제를 잃더라도 안전하게 바다로 떨어지도록 설계된 경로다.
엔진 이상 직후 스페이스X는 생중계를 통해 궤도 진입이 어렵다고 밝혔다. 그러나 몇 분 뒤 기술진이 원격측정 자료를 검토해 우주선의 나머지 상태가 정상이라고 판단하면서 방침을 바꿨다. 우주선은 랩터 엔진 1기로 2차 연소를 실시해 고도 약 290㎞ 궤도에 도달했다.
궤도 진입 후 우주선은 기수 쪽 배출구를 통해 3세대 스타링크 위성 26기를 차례로 내보냈다. 스타링크 V3 위성은 1기당 통신 용량이 이전 세대의 10배 수준이다. 스타십이 실제 운용 위성을 궤도에 올린 것은 이번이 처음이다.
당초 계획은 약 10시간 동안 지구를 6바퀴 돈 뒤 칠레 서쪽 태평양에 착수하는 것이었다. 스페이스X는 상승 중 발생한 엔진 문제를 고려해 궤도 체류 시간을 줄이기로 했다. 우주선은 엔진 1기로 궤도 이탈 연소를 한 뒤 대기권에 재진입했고, 착수 직전 엔진 3기를 재점화해 수직 자세로 전환한 뒤 하와이 북쪽 북태평양에 내려앉았다. 발사 후 약 3시간 만으로, 계획보다 7시간 가까이 짧았다. 착수 직후 기체는 옆으로 쓰러지며 남은 추진제가 폭발했는데, 이는 해상 착수 때 통상 나타나는 현상이다.
궤도 도달은 스타십 개발에서 오래 미뤄진 목표였다. 일론 머스크 최고경영자는 한때 2022년 궤도 진입, 2023년 위성 배치를 예고했지만 2023년 이후 13차례 시험비행은 모두 준궤도에 머물렀다. 지금까지 개발에 들어간 비용은 150억달러(약 21조원)를 넘는다.
과제도 확인됐다. 이번 비행에서 부스터와 우주선 모두 엔진이 조기 정지하거나 재점화에 실패하면서 엔진 신뢰성 문제가 다시 드러났다. 스페이스X는 발사탑의 기계 팔로 부스터를 붙잡아 회수하는 데 네 차례 성공했지만, 이번에는 안전을 이유로 해상 착수를 택했다. 우주선을 발사탑으로 회수하는 시도는 아직 이뤄지지 않았다.
스타십은 미국 항공우주국(NASA)의 유인 달 탐사 계획 아르테미스에도 쓰인다. NASA는 스타십을 개조한 달 착륙선으로 2028년 유인 달 착륙을 추진하고 있다. 착륙선이 달로 향하려면 궤도에서 여러 차례 추진제를 공급받아야 해 최대 15회 안팎의 급유선 발사가 필요하다. 업계 일각에서는 일정 내 개발이 어렵다는 지적이 나오며, NASA는 블루오리진의 착륙선도 함께 개발하고 있다.
재러드 아이작먼 NASA 국장은 소셜미디어를 통해 우주선을 궤도에 올리고 전 과정을 안전하게 관리했다며 축하했고, 스타십 비행이 일상적으로 이뤄지기를 기대한다고 밝혔다.
스페이스X는 현재 텍사스 스타베이스에 발사대 2곳을 운영하고 있으며, 플로리다 케네디우주센터 39A 발사대 등 3곳을 새로 짓고 있다. 플로리다에서의 첫 스타십 발사는 올해 말이나 내년 초로 예정돼 있다.
<마켓잉크 장경호 기자>
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