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뉴 셰퍼드

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목차

1. 개요

뉴 셰퍼드는 블루 오리진에서 개발한 재사용 가능한 준궤도 우주선으로, 승무원 캡슐과 발사 로켓으로 구성된다. 2006년 개발을 시작하여, 2021년 첫 유인 비행에 성공했으며, 제프 베조스 등이 탑승했다. 2022년 엔진 고장으로 인한 사고가 있었지만, 2023년 비행을 재개했다. 뉴 셰퍼드는 수직 이착륙 방식을 사용하며, NASA의 연구 탑재체 운송에도 활용된다.

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뉴 셰퍼드
개요
명칭뉴 셰퍼드
용도관광객 및 화물을 준궤도 궤도로 발사
제작사블루 오리진
원산지미국
상태운용 중
제원
높이19.2 m
직경3.8 m
질량75,000 kg
단수1단
발사 정보
발사장발사장 1호
총 발사 횟수28회
성공 횟수27회
실패 횟수1회
착륙 횟수26회
최초 발사일2015년 4월 29일
마지막 발사일2024년 11월 22일
1단 로켓 정보
종류1단
엔진1 × BE-3
추력490 kN
연료액체 수소/액체 산소
연소 시간141초

2. 역사



뉴 셰퍼드는 발사체와 캡슐 부분으로 나뉘며, 캡슐은 낙하산으로, 발사체는 수직 착륙으로 회수되어 재사용된다.[118] 1회 비행 시간은 10분에서 15분으로 예상된다.[121] 아마존의 창업자인 제프 베조스가 블루 오리진을 설립하여 개발했다.[119][120]

2015년 첫 시험 발사에 성공한 이후, 2021년에는 첫 유인 발사에 성공했으며, 2024년 5월 현재까지 총 7번의 유인 우주 비행을 수행했다.

뉴 셰퍼드는 발사장에서 수직으로 이륙하여 약 2.5분 동안 엔진을 분사하고, 약 5분 동안 무중력 상태를 경험한다. 이후 크루 캡슐은 분리되어 낙하산으로 착륙하고, 발사체는 수직으로 하강하여 착륙한다.[118]

2. 1. 개발 초기

2006년 블루 오리진은 뉴 셰퍼드 개발 초기 단계로 축소형 시연 차량인 고다드를 제작했다.[3] ''고다드''는 미국 워싱턴 주 켄트에 있는 블루 오리진 시설에서 조립되었으며, 2006년 11월 13일에 첫 비행에 성공하여 고도 87m에 도달했다.[3] 연방 항공국(FAA) 기록에 따르면 ''고다드''는 추가로 두 번의 비행을 수행했다.

2011년 8월 말, 다른 새로운 시험용 기체의 비행 시험 도중 폭발하여 실패했다.[122] 이 비행에서는 고도 14,000m에 도달했다.

2. 2. 시험 비행

2015년 4월 29일, 뉴 셰퍼드의 첫 번째 발사가 이루어졌다. 고도 93.5km, 최대 속도 마하 3에 도달했으며, 크루 캡슐 분리 및 회수에는 성공했으나, 하강 중 유압계 압력 저하로 인해 로켓 회수에는 실패했다.[53][122] 2015년 11월 23일, 뉴 셰퍼드 2호기가 발사에 성공하여 카르만 선을 넘어 우주 공간으로 간주되는 고도 100.5km에 도달했으며, 로켓과 캡슐 모두 회수되었다.[123] 이는 세계 최초로 로켓 수직 착륙에 성공한 사례로 기록되었다.

2016년 1월 22일, 뉴 셰퍼드 2호기는 이전 발사에서 회수한 기체를 정비하여 재사용되었고, 다시 고도 101.7km에 도달 후 수직 착륙에 성공했다.[124] 이는 수직 이착륙 방식 로켓이 실제로 재사용되어 우주 공간에 도달한 최초의 사례이다. 이후 뉴 셰퍼드 2호기는 여러 차례 재사용되며 발사 및 착륙 시험을 성공적으로 수행했다. 2016년 6월 19일, 뉴 셰퍼드 2호기의 4번째 발사에서는 크루 캡슐의 메인 낙하산 3개 중 1개가 펴지지 않는 상황을 가정한 충돌 테스트가 실시되었으며, 발사 모습이 처음으로 생중계되었다.[125] 2016년 10월 5일, 뉴 셰퍼드 2호기의 5번째 발사를 끝으로 3호기로 이행되었다.

2017년 12월 12일, 뉴 셰퍼드 3호기 및 신형 크루 캡슐의 첫 발사가 이루어졌다. 2021년 1월 14일에는 뉴 셰퍼드 4호기의 첫 발사가 있었다.[126][127] 2021년 7월 20일, 첫 유인 미션인 블루 오리진 NS-16이 성공했다(4호기). 제프 베조스와 그의 동생 마크, 네덜란드 출신 18세의 올리버 데이먼, 여성 우주 비행사 후보 "머큐리 13"에 선정되었지만 우주에 가지 못했던 82세의 월리 펑크 등 4명이 탑승했다. 데이먼은 사상 최연소, 펑크는 사상 최고령 우주 비행사가 되었다.

2022년 9월 12일, 무인 과학 미션 블루 오리진 NS-23(3호기)에서 엔진 문제로 첫 발사 실패가 발생했다. 긴급 탈출 시스템에 의해 캡슐은 무사히 귀환했다.[128] 2023년 12월 19일, 무인 과학 미션 블루 오리진 NS-24로 비행이 재개되었다. 2024년 5월 19일, 사고 후 첫 유인 미션 블루 오리진 NS-25가 성공했다.[129]

뉴 셰퍼드 시험 비행 기록
발사 번호날짜발사체원지점결과비고
02012년 10월 19일N/A영어0.7km성공뉴 셰퍼드 승무원 캡슐 패드 이탈 시험.
12015년 4월 29일NS193.5km부분 성공캡슐 회수, 로켓 착륙 중 추락.[53]
22015년 11월 23일NS2.1100.5km[54]성공준궤도 우주 비행 및 착륙.[55]
32016년 1월 22일NS2.2101.7km[56]성공재사용 로켓의 준궤도 우주 비행 및 착륙.[57]
42016년 4월 2일NS2.3103.4km[58]성공재사용 로켓의 준궤도 우주 비행 및 착륙.[59]
52016년 6월 19일NS2.4101.1km[60]성공재사용 로켓의 준궤도 우주 비행 및 착륙: 동일 로켓의 네 번째 발사 및 착륙.
62016년 10월 5일NS2.5로켓: 93.7km 캡슐: 7.1km[61]성공재사용 로켓의 준궤도 우주 비행 및 착륙. 비행 중단 시스템 성공적 테스트. 동일 로켓(NS2)의 다섯 번째이자 마지막 발사 및 착륙.[62]
72017년 12월 12일NS3.1로켓:98.2km 캡슐:98.3km[63]성공100 km 바로 아래까지 비행 및 착륙. NS3의 첫 번째 발사 및 새로운 크루 캡슐 2.0.[64]
82018년 4월 29일NS3.2107km[65]성공재사용 로켓의 준궤도 우주 비행 및 착륙.[20]
92018년 7월 18일NS3.3119km[14]성공재사용 로켓의 준궤도 우주 비행 및 착륙, 고고도에서의 비행 중단 시스템 성공적 테스트.
102019년 1월 23일NS3.4106.9km성공2018년 12월 18일에서 연기된 준궤도 비행. 8개의 NASA 연구 및 기술 탑재체 비행.[66][67]
112019년 5월 2일NS3.5105km[68]성공준궤도 비행. 최대 상승 속도: 3568km/h,[68] 시간: 10분 10초.
122019년 12월 11일NS3.6104.5km성공준궤도 비행, 동일 로켓의 여섯 번째 발사 및 착륙.[71]
132020년 10월 13일, 13:37NS3.7107km성공동일 캡슐/로켓의 7번째 비행.
142021년 1월 14일, 16:57[73]NS4.1로켓: 106.9km 캡슐: 107km성공NS4 로켓 및 캡슐의 무인 자격 비행 및 NS4의 첫 비행
152021년 4월 14일
16:51[74][75]		NS4.2로켓: 106.9km 캡슐: 107km성공NS4의 두 번째 비행, 블루 오리진이 "우주비행사 리허설"을 수행.
162021년 7월 20일
13:12[77][78]		NS4.3로켓: 105.8km 캡슐: 107km성공뉴 셰퍼드의 첫 번째 유인 비행, 4명의 승객 포함:[79] 제프 베조스,[80] 마크 베조스, 월리 펑크,[36] 올리버 다에멘
172021년 8월 25일
14:31[81]		NS3.8로켓: 105.8km 캡슐: 105.9km성공승무원 캡슐 내부에 18개의 상업 탑재체, 로켓 외부에 설치된 NASA 달 착륙 기술 시연 등.[82]
182021년 10월 13일
14:49[83]		NS4.4로켓: 106.9km 캡슐: 107.1km성공두 번째 유인 뉴 셰퍼드 비행. 4명의 승무원:[84][85] 크리스 보슈이젠, 글렌 드 브리스, 윌리엄 샤트너, 오드리 파워스
192021년 12월 11일[86]NS4.5로켓: 106.9km 캡슐: 107km성공세 번째 유인 뉴 셰퍼드 비행. 6명의 승무원.
202022년 3월 31일
13:57[87]		NS4.6로켓: 106.98km 캡슐: 107.09km성공네 번째 유인 뉴 셰퍼드 비행. 6명의 승무원.
212022년 6월 4일
13:25[88]		NS4.7로켓: 106.96km 캡슐: 107.07km성공다섯 번째 유인 뉴 셰퍼드 비행. 6명의 승무원.
222022년 8월 4일
13:56[89]		NS4.8로켓: 106.97km 캡슐: 107.08km성공여섯 번째 유인 뉴 셰퍼드 비행. 6명의 승무원.
232022년 9월 12일
14:27[115]		NS3.911.4km[115]실패[115]36개의 상업 탑재체를 탑재한 무인 연구 임무.[90] 로켓의 BE-3 주 엔진 고장, 캡슐은 안전하게 회수, 로켓은 지면에 충돌하여 손실.[25][115]
242023년 12월 19일, 16:43[91]NS4.9로켓: 106.9km 캡슐: 107.1km성공NS-23의 실패 후 1년 이상이 지난 성공적인 귀환 비행 임무.
252024년 5월 19일[93]NS4.10106km성공일곱 번째 유인 뉴 셰퍼드 비행. 6명의 승무원.


2. 3. 유인 우주 비행

2021년 7월 20일, 블루 오리진은 뉴 셰퍼드 발사체를 사용하여 제프 베조스, 그의 형제 마크 베조스, 월리 펑크, 올리버 다이먼을 태우고 첫 번째 유인 임무인 블루 오리진 NS-16을 성공적으로 완료했다.[33] 비행 시간은 약 10분이었으며 카르만 선을 통과했다.[34][35][36] 82세의 펑크는 최고령, 18세의 다멘은 최연소 우주 여행객이었다.[34][35][36] 다멘의 좌석은 아버지 조이스 다멘이 지불했으며, 그는 최초 경매 낙찰자가 철회한 후 두 번째 최고 입찰자로 좌석을 확보하여 올리버 다멘을 뉴 셰퍼드의 첫 번째 상업 승객으로 만들었다.[37][38][39]

2021년 6월 12일, 2800만달러에 상업용 좌석 1개가 경매에 부쳐졌으며, 수익금은 STEM 분야의 직업을 장려하는 블루 오리진의 재단인 미래를 위한 클럽에 기부되었다.[33] 일정 문제로 인해 경매 낙찰자는 비행에 참여하지 못하고 추후 비행으로 재조정되었다.[34] 2021년 12월 22일, 2800만달러의 미스터리 경매 낙찰자는 중국 암호화폐 기업가 저스틴 선으로 밝혀졌다.[40] 선은 2022년 말에 전용 뉴 셰퍼드 비행을 구매하기 위해 블루 오리진과 합의하여 5명의 승객을 동반할 예정이었으나, 2024년 8월 현재 8번의 유인 비행 이후, 선은 아직 우주로 가지 않았다.

두 번째 유인 비행인 NS-18은 2021년 10월 13일에 진행되었으며, 4명의 승객을 태웠고 그중 2명은 유료 승객이었다. 이 비행에는 블루 오리진의 초청객으로 윌리엄 샤트너가 탑승했다.[29]

세 번째 유인 비행인 NS-19는 2021년 12월 11일 우주로 성공적으로 발사되었다. 이 우주선의 승객으로는 블루 오리진의 "초청객"으로 마이클 스트라한과 앨런 셰퍼드의 딸인 로라 셰퍼드 처칠리가 탑승했고, 유료 승객 4명이 더 있었다.[41]

네 번째 유인 비행인 NS-20은 2022년 3월 31일에 성공적으로 비행했다. 탑승객으로는 블루 오리진 직원인 게리 라이와 유료 승객 5명이 있었다. 이 비행은 유명인 승객이 없는 첫 번째 비행이었다.[42][43]

다섯 번째 유인 비행인 NS-21은 2022년 6월 4일에 성공적으로 비행했다. 탑승객으로는 교육 유튜버 카티아 에차르레타가 있었는데, 그녀의 비행은 블루 오리진과 다른 곳에서 일부 후원받았고, 유료 승객 5명이 더 있었다.[47] 또한 뉴 셰퍼드 발사의 블루 오리진 첫 번째 재방문 고객인 에반 딕도 탑승했다.

여섯 번째 유인 비행인 NS-22는 2022년 8월 4일에 진행되었다. 승객 중에는 인기 있는 유튜브 채널 듀드 퍼펙트의 설립자 중 한 명인 코비 코튼이 있었다. 그의 비행은 암호화폐를 통해 "우주 접근의 분산화"를 목표로 하는 문다오라는 단체에서 지불했으며, 블루 오리진으로부터 두 좌석을 구매했다.[44][45] 문다오는 블루 오리진 비행의 두 좌석에 약 250만달러, 즉 좌석당 125만달러를 지불한 것으로 알려졌다.[46]

일곱 번째 유인 비행인 NS-25는 무인 미션 NS-23의 비행 중단 후 2년 만인 2024년 5월 19일에 성공적으로 비행했다. 탑승객은 6명이었으며, 여기에는 1961년 NASA에 합류하도록 논란 속에 선택되지 않은 최초의 아프리카계 미국인 우주 비행사 후보인 에드 드와이트가 포함되었다. 결국 NS-25에서 그는 우주에 도달한 최고령자가 되었다.[50]

여덟 번째 유인 비행인 NS-26은 2024년 8월 29일에 성공적으로 비행했다. 비행 승무원에는 NASA의 자금 지원을 받은 과학자 롭 펄이 포함되었다.[51]

뉴 셰퍼드는 2021년 7월부터 2022년 8월까지 월리 펑크, 윌리엄 샤트너와 같은 후원 유명인사들과 유료 고객을 포함한 혼합된 승객을 태우고 6번의 유인 비행을 수행했다. 뉴 셰퍼드 티켓 판매는 2022년 6월까지 5000만달러를 벌어들였다.[47]

2. 4. 사고 및 재개

2022년 9월, NS-23 무인 비행 중 BE-3 주 엔진에 이상이 발생했다. 이륙 후 약 1분 만에 발생한 문제로 인해 로켓은 파괴되었으나, 발사 탈출 시스템이 작동하여 캡슐은 안전하게 착륙했다.[25][115] 이 사고로 FAA의 조사가 진행되는 동안 뉴 셰퍼드 발사는 중단되었다. 6개월 간의 조사 결과, 엔진 노즐의 열 구조적 고장이 원인으로 밝혀졌으며, 이로 인해 추력 정렬 불량이 발생하여 비상 탈출 시스템이 작동하게 되었다.[90]

블루 오리진은 2023년 12월 19일, NS-24 무인 비행을 통해 비행을 재개했다. 이는 NS-23 실패 이후 1년여 만의 성공적인 복귀 비행이었다. 이 임무에는 33개의 탑재체와 전 세계 학생들의 엽서 38,000개가 탑재되었다.[92] 2024년 5월 19일에는 NS-25 유인 비행을 성공적으로 재개하여, 사고 이후 첫 유인 비행을 완수했다.[93][94]

3. 설계

뉴 셰퍼드는 1단 로켓으로, 발사체는 캡슐과 부스터 부분으로 나뉘며, 모두 재사용된다. 캡슐은 낙하산으로, 부스터는 수직 착륙으로 회수한다. 현재까지 5개의 추진 모듈(NS1, NS2, NS3, NS4, NS5)이 제작되었다.

뉴 셰퍼드 승무원 캡슐의 성공적인 준궤도 우주 비행 이후.


명칭설명
NS12015년 4월 29일 시험 비행, 93.5km 고도 도달. 캡슐(RSS 쥘 베른)은 낙하산으로 회수, 로켓은 유압 문제로 추락.[11][12]
NS22015년과 2016년에 5번의 성공적인 비행 후 퇴역.
NS3캡슐 RSS H. G. 웰스와 함께 재사용성 및 열 보호 기능 개선. 2017년부터 2019년까지 시험 비행, 창문이 있는 새로운 크루 캡슐 2.0 통합. 화물 운송에만 사용.[17] 2022년 9월 12일 NS-23 미션 중 파괴.[24]
NS4RSS 퍼스트 스텝 캡슐과 함께 비행, 유인 승객을 태운 최초의 모듈. 2021년 1월 14일 첫 무인 발사, 2021년 7월 20일 제프 베조스 탑승 첫 유인 비행 성공. 2024년 10월, 국립 항공우주 박물관에 기증 예정.[30]
NS5RSS 카르만 라인 캡슐과 함께 비행, 블루 오리진의 두 번째 유인 추진 모듈. 2024년 10월 23일 NS-27 무인 비행에서 처음 사용.[31][32]



현재까지 총 4개의 뉴 셰퍼드 캡슐(RSS 쥘 베른, RSS H. G. 웰스, RSS 퍼스트 스텝, RSS 카르만 라인)이 제작되었다.

3. 1. 추진 모듈 (로켓)

뉴 셰퍼드의 추진 모듈은 BE-3PM 엔진으로 구동되며, 액체 산소와 액체 수소를 연료로 사용한다.[97] BE-3 엔진은 수직 이착륙에 필요한 추력 조절 기능을 갖추고 있어 490kN에서 89kN까지 추력을 조정할 수 있다. 연료는 J-2S 로켓 엔진에서 테스트된 탭오프 사이클을 채택하여 연소실에서 발생한 가스로 터보 펌프를 구동하는 방식이다. BE-3의 설계, 개발, 제조는 모두 블루 오리진 사내에서 이루어졌으며, 존 C. 스테니스 우주 센터에서 총 30,000초에 달하는 450회 이상의 연소 시험을 거쳤다.[121]

뉴 셰퍼드는 단일 단계 수직 이착륙기로, DC-X와 설계 개념이 유사하다. 질량은 54톤, 엔진 추력은 1,000 킬로 뉴턴이며, 고도 100km의 상업 탄도 비행을 목표로 한다.

추진 모듈에는 추력 벡터 제어 기능이 있어, 엔진 노즐과 후방 핀은 유압 액추에이터를 통해 로켓을 조종한다.[99] 후방 핀은 상승 중 로켓을 안정시키고, 하강 중에는 착륙 패드로 다시 조종하며, 최대 마하 3의 속도에서 효과적으로 유도한다. 로켓 상단 근처의 링 및 웨지 핀은 공기역학적 안정성을 제공하고 하강 중 연료 소비를 줄인다. 하강 중에는 항력을 증가시키고 속도를 줄이기 위해 드래그 브레이크도 전개된다.[98]

3. 2. 승무원 캡슐

뉴 셰퍼드는 완전 재사용 수직 이착륙(VTVL) 우주선으로, 압력 승무원 캡슐과 블루 오리진에서 부스터 또는 추진 모듈이라고 부르는 발사 로켓, 두 부분으로 구성된다.[12] 뉴 셰퍼드는 온보드 컴퓨터에 의해 전적으로 제어되며, 지상 통제[6]나 조종사는 없다.[96]

뉴 셰퍼드 승무원 캡슐은 최대 6명을 수송할 수 있는 가압식 캡슐이다. 발사 탈출 시스템을 갖추고 있어 상승 중 어느 시점에서든 발사 로켓으로부터 캡슐을 분리할 수 있다.[100] 에어로젯 로켓다인(Aerojet Rocketdyne)에서 승무원 캡슐 탈출 고체 로켓 모터(CCE-SRM)를 공급받는다.[101] 캡슐 내부는 이며,[102] 6개의 창문, 6개의 눕혀지는 좌석, 무중력 상태에서 쉽게 움직일 수 있도록 돕는 손잡이가 있다.[98] 캡슐 중앙에는 승무원 탈출 시스템을 수용하는 원통이 있다.[103] 발사 로켓에서 분리된 후에는 낙하산 3개가 펼쳐져 부드럽게 착륙하도록 돕는다. 낙하산 고장 시에도 3개 중 하나만 펼쳐져도 캡슐은 안전하게 착륙할 수 있다. 착륙 전, 캡슐 하단의 역추진 시스템이 질소 가스를 분출하여 착륙 속도를 약 3.2km로 늦춘다.[104] 또한, 높이 14cm의 찌그러지는 링이 캡슐 밑면에 충돌 시 압축되어 G-force를 흡수하는 감속기 역할을 한다.[105]

2017년 EAA 에어벤처 오시코시에서 뉴 셰퍼드 캡슐의 모형

4. 비행 프로필

뉴 셰퍼드는 미국 텍사스주 반 혼 북쪽 48km 지점의 발사대 1에서 발사되며, 약 110초 동안 추진 비행을 하여 40km 고도까지 상승한다.[106][107]

이후 로켓과 캡슐은 관성에 의해 계속 상승하여 카르만 선 바로 위인 100km 지점의 원지점에 도달한다. 이 최고 고도 근처에서 승무원 캡슐이 로켓에서 분리된다. 로켓이 지면에 가까워지면 에어 브레이크가 전개되고 엔진이 다시 점화되며, 탑재된 컴퓨터는 로켓을 자동으로 착륙 패드로 가져와 수직 착륙을 수행하며, 여기에서 네 개의 착륙 다리를 펼친다. 승무원 캡슐은 이후 세 개의 낙하산과 고체 로켓 모터를 사용하여 하강한다. 또한 승무원 캡슐은 차량 고장 또는 기타 비상 상황 발생 시 고체 추진제 분리 부스터를 사용하여 분리한 다음 낙하산 착륙을 수행할 수 있다.[96][108] 로켓의 총 비행 시간은 7분 이상이며, 승무원 캡슐의 총 비행 시간은 약 10분이다.[118][121]

5. NASA 준궤도 연구 탑재체

뉴 셰퍼드는 NASA의 비행 기회 프로그램을 통해 다양한 연구용 탑재물을 우주로 운송하는 데 활용되고 있다.[109] 블루 오리진은 NASA의 준궤도 재사용 발사체(sRLV) 요청에 대한 무인 로켓으로 사용하기 위해 뉴 셰퍼드 재사용 발사체를 제출했으며, 약 100km 고도에서 10분 동안 11.3kg의 연구 탑재체를 운반할 것으로 예상했다.[110]

2018년 4월 29일, 뉴 셰퍼드의 8번째 비행에서는 솔스타(Solstar)가 개발한 슈미트 우주 통신 장치 SC-1x를 탑재하여 우주 최초의 상업용 와이파이 핫스팟 서비스를 시작하고, 우주에서 최초의 상업용 트위터 메시지를 보냈다.[111][112] NASA는 비행 기회 프로그램의 일환으로 200만 달러 규모의 프로젝트 자금 일부를 제공했다.[113][114]

2022년 9월 12일, NS-23 비행 중 로켓 주 엔진 고장으로 인해 탑재체 캡슐이 비상 사출되는 상황이 발생했다.[90] 이 때 18개의 NASA 탑재체가 비행 중이었으며,[90] 탑재체 캡슐은 안전하게 착륙하여 회수되었지만, 로켓은 손실되었다.[115]

6. 한국과의 관계

블루 오리진은 한국의 우주 개발 관련 기업 또는 연구 기관과의 직접적인 협력 관계는 공개되지 않았지만, 스페이스X와 함께 민간 우주 개발을 선도하는 기업으로 알려져 있다. 특히 제프 베조스가 직접 탑승한 우주 비행은 한국 대중에게도 큰 관심을 불러일으켰으며, 민간 우주 여행 시대의 개막을 알리는 상징적인 사건으로 인식되고 있다.

다만, 한국의 보수 진영에서는 제프 베조스의 진보적 성향과 워싱턴 포스트 소유 등을 이유로 블루 오리진의 성공에 대해 비판적인 시각을 보이기도 한다.

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