스타십의 빠른 재사용, 최근 성공에도 불구하고 여전히 난제

SpaceX의 스타십 프로그램은 성공적인 시험 비행과 부스터 착륙을 포함한 중요한 이정표를 달성했지만, 회사는 여전히 대형 로켓의 빠른 재사용성을 달성하는 데 큰 장애물에 직면해 있습니다. 문제는 차량이 재진입과 착륙 중 겪는 극심한 열적 및 기계적 응력에 있으며, 이는 비행 간 광범위한 검사와 재정비를 필요로 합니다. 이는 회전 시간을 늦추어 스타십을 하루에 여러 번 비행하려는 SpaceX의 목표를 저해합니다.

최근 분석에 따르면, 스타십 프로토타입의 현재 회전 시간은 시간이나 일 단위가 아닌 개월 단위로 측정됩니다. 예를 들어, 2024년 10월 다섯 번째 통합 시험 비행 후, 슈퍼 헤비 부스터는 열 차폐 타일을 교체하고 엔진 구성 요소를 검사하는 데 몇 주간의 작업이 필요했습니다. 차량의 스테인리스 스틸 구조는 내구성이 있지만, 재진입의 강렬한 열로 인해 여전히 뒤틀림과 균열이 발생합니다. 이러한 문제는 부스터뿐만 아니라 궤도 속도를 견뎌야 하는 상단 스테이지에도 영향을 미칩니다.

스타십을 빠르게 재사용할 수 없는 것은 중요합니다. 차량의 전체 비즈니스 사례가 저비용, 고빈도 비행에 달려 있기 때문입니다. SpaceX는 위성 배치, NASA의 아르테미스 프로그램 하의 달 임무, 그리고 궁극적으로 화성 식민지화에 스타십을 사용할 계획입니다. 각 비행은 현재 수천만 달러의 비용이 들 것으로 추정되지만, 빠른 재사용은 그 비용을 수백만 달러로 줄일 수 있습니다. 재정비 문제를 해결하지 않으면, 스타십은 이러한 야심찬 목표를 실현하는 데 필요한 경제성을 달성하지 못할 것입니다.

출처의 구체적인 수치에 따르면, 5차 비행 후 엔지니어들은 슈퍼 헤비 부스터의 열 차폐 타일 1,000개 이상을 교체했으며, 차량은 비행 후 검사를 위해 30일 이상 격납고에 머물렀습니다. 그 비행의 상단 스테이지는 하강 중 의도적으로 파괴되어 회수되지 않았습니다. 2024년 3월 시험과 같은 초기 비행에서는 차량이 착륙 전에 분해되어 통제된 재진입의 어려움을 강조했습니다.

배경 맥락을 살펴보면, SpaceX는 각 시험 비행에서 얻은 교훈을 통합하여 스타십 설계를 빠르게 반복해 왔습니다. 회사는 더 강한 타일로 열 차폐를 업그레이드하고 하강을 더 잘 제어하기 위해 플랩 액추에이터를 개선했습니다. 그러나 재진입의 기본 물리학(1,400도 섭씨를 초과하는 플라즈마 온도)은 사소한 손상이라도 광범위한 수리가 필요할 수 있음을 의미합니다. SpaceX CEO 엘론 머스크는 빠른 재사용을 달성하는 것이 스타십 프로그램의 "가장 어려운 부분"이라고 인정했습니다.

앞으로 SpaceX는 2025년에 더 많은 시험 비행을 수행하여 더 빠른 회전 시간을 입증할 계획입니다. 회사는 또한 반복 사용에 더 강건할 수 있는 새로운 버전의 랩터 엔진을 개발 중입니다. 또한 SpaceX는 대체 열 차폐 재료와 능동 냉각 시스템을 탐색하고 있습니다. 그러나 출처는 획기적인 돌파구가 임박하지 않았으며, 빠른 재사용은 앞으로 몇 년 더 어려운 과제로 남을 수 있다고 시사합니다. 그때까지 스타십은 원래 구상보다 훨씬 느린 속도로 계속 비행할 가능성이 높습니다.