스타십 발사대의 '뒤집어진 샤워기'…로켓 화염 막아낼 수 있을까

18일 초거대 우주선 2차 발사

4월 첫 발사 때 패드 산산조각
수랭식 강철판 등으로 보완
궤도 비행에 성공할지 주목

지난 7월 28일 스페이스X가 미국 텍사스주 보카치카 스타베이스에서 ‘물바다(water-deluge)’ 시스템을 시험하고 있다. /스페이스X 제공

‘뒤집어진 샤워기’가 뿜어내는 물줄기로 인류가 만들어낸 역대 최강 로켓 ‘스타십’의 화염을 이겨낼 수 있을까.

18일 미국 텍사스주 보카치카 미국 우주기업 스페이스X 로켓 발사장 스타베이스에서 초거대 우주선 스타십이 지구의 중력을 이겨내고 우주로 향한다.

스페이스X는 지난 4월 첫 번째 스타십 발사 시도 후 1000여 개 이상의 변화를 줬다. 스타베이스에 1000㎥의 고강도 강화 콘크리트와 고압의 물을 뿜어내는 수랭식 강철판을 설치한 것이 대표적이다. 발사 당시 스타베이스 발사 패드는 산산조각이 났다. 스타십에 장착된 33개의 강력한 랩터 엔진이 내뿜는 7500t급 추력의 화염을 발사대가 견디지 못했기 때문이다.

일부 전문가는 다음 스타십 발사까지 최소 1년 이상의 수리 기간이 필요할 것이라고 지적했다. 스페이스X는 서둘러 강화 콘크리트와 수랭식 강철판으로 발사대를 보강했다. 일명 ‘물바다(water-deluge)’ 시스템이라 불리는 발사대 보강 작업 결과물에 대해 일론 머스크 스페이스X 최고경영자(CEO)는 “뒤집어 놓은 샤워기”라고 설명했다.

스페이스X는 물바다 시스템이 정확하게 얼마나 많은 물을 순간적으로 뿜어내는지 공개하지 않았다. 일부 환경단체는 물바다 시스템이 스타베이스 주변 수질을 오염시켜 환경을 파괴할 수 있다며 문제를 제기했다. 로켓 화염과 배기가스에 의해 오염된 물이 지하수로 흘러들어갈 수 있다는 것이다.

미국 어류야생동물관리국(USFWS)은 연방항공청(FAA)과 합동 환경 검토를 두 달간 진행했다. 이들은 물바다 시스템이 주변 환경에 심각하게 우려할 만한 영향을 끼치지 않는다고 보고 스타십 2차 발사를 최근 허가했다.

스타십은 ‘슈퍼헤비(1단)’로 불리는 로켓과 우주선 겸 로켓 ‘스타십(2단)’으로 이뤄졌다. 1단 엔진이 꺼지기 전에 2단 엔진이 구동되게 하는 것도 2차 발사의 주요 변화다. 1차 발사에서 단 분리가 제대로 되지 않은 문제를 해결하기 위해서다.

일명 ‘뜨거운 단 분리(hot staging)’라고 불리는 이 방식은 러시아가 제작한 로켓에 주로 사용한 방법이다. 단 분리가 되기 전에 작동하는 2단 엔진의 화염이 기체에 손상을 입히지 않고 제대로 분출되게 하기 위해서 스타십 단 연결부 환기구를 확장하는 등의 변화도 함께 이뤄졌다는 것이 스페이스X 측 설명이다.

스타십은 머스크가 선언한 화성 개척의 핵심이다. 우주선 전체 높이는 120m다. 미국 뉴욕시 자유의 여신상(93.5m)보다 크다. 스타십에는 최대 120명의 사람과 화물을 실을 수 있다. 지금까지 나온 유인 우주선은 6명 정도가 한계였다. 머스크는 스타십을 이용해 화성에 100만 명이 거주할 수 있는 도시를 세우겠다고 밝혔다.

지난 4월 첫 발사에서는 목표로 했던 궤도 비행에 실패했다. 1단 로켓 슈퍼헤비를 구성하는 33개 엔진 중 5개에 불이 붙지 않았다. 스타십은 균형을 잃고 공중에서 돌았다. 발사 후 3분59초 시속 2123㎞로 고도 29㎞에 도달한 스타십은 단 분리를 하지 못하고 ‘RUD(rapid unscheduled disassembly: 계획되지 않은 급격한 해체)’했다. RUD는 로켓 공중 폭발을 완곡히 표현한 것으로 머스크가 즐겨 쓰는 용어다.

김진원 기자 jin1@hankyung.com