스타십 (로켓)

3. 명칭

스페이스X의 초대형 로켓 명칭은 여러 번 변경되었다. 2013년부터 2016년 9월 초까지는 로켓과 아키텍처 모두 마스 콜로니얼 트랜스포터(Mars Colonial Transporter)라고 불렸다. 2016년 9월부터 2017년 8월까지는 발사 시스템 전체를 행성 간 수송 시스템(Interplanetary Transport System)이라 칭하고, 발사체 자체는 ITS 론치 비클(ITS Launch Vehicle)이라고 불렀다.

2017년 9월 일론 머스크의 발표에서 처음 사용된 코드네임 BFR은^{[274][275][276]} 스페이스X 사장이 "Big Falcon Rocket"의 약자라고 밝혔다.^[277] 그러나 일론 머스크는 2015년에 개발 중인 로켓을 BFR이라 부르며, 이는 비디오 게임 DOOM의 거대 무기 BFG에서 유래했다고 말했다.^[278] 비공식적인 자리나 스페이스X 내부에서는 "Big Fucking Rocket"으로도 언급된다.^{[279][280][281]} 2단 우주선 부분만을 지칭할 때는 BFS라는 이름이 사용되었다.^{[282][286][283]}

2018년 11월, 2단 우주선 부분은 스타십(Starship), 1단 부스터 부분은 슈퍼 헤비(Super Heavy)로 이름이 변경되었다.^[250]

4. 설계

스타십은 100톤 이상의 인공위성을 지구궤도에 발사하는 초대형 발사체(SHLLV)이다. 2022년에 지구 궤도상에서 최초로 발사되었으며, 세계 최초이자 유일의 재활용 가능한 초대형 발사체이다.

스페이스X가 개발한 스타십은 2단계로 구성된 다단 액체연료 로켓이며, 1단과 2단이 발사된 후 발사대로 다시 날아와 착륙하여 재사용이 가능하다. 2단은 필요에 따라 유인우주선, 화물선, 공중 연료 보급선으로 전환이 가능하다. 엔진은 진공추력 200톤의 LOX/메테인의 랩터 (로켓 엔진)을 사용한다. 1단 슈퍼 헤비에는 랩터 엔진 28개, 2단 스타십에는 해수면 랩터 엔진 3개, 진공 랩터 엔진 3개를 사용한다.

스타십의 몸체는 스테인리스강으로 만들어졌으며,^[14] 스테인리스강 실린더를 적층하고 용접하여 제작된다.^[15] 이 실린더는 높이 1.8m, 두께 4mm이며 각각 1600kg의 질량을 갖는다.^[15] 우주선 내부의 돔은 메탄과 산소 탱크를 분리한다.^[15] 스페이스X는 "기본 재사용 가능 설계"의 스타십이 저궤도로 100MT에서 150MT의 탑재량을, 정지 궤도 천이 궤도로 27MT의 탑재량을 가질 것이라고 밝혔다.^[16][17]

4. 1. 주요 특징

• 1단과 2단 모두 완전 재사용 가능하다.
• 1단은 발사대로 귀환한다.^[287] 2단도 발사 지점 부근으로 귀환하는 능력을 갖추고 있다. 1단과 2단 모두 엔진의 역분사에 의한 수직 착륙을 수행한다.
• 엔진 정지에 대한 내성으로 인해, 착륙의 신뢰성은 "항공기 수준"이 된다.
• 자동 랑데부와 도킹을 수행한다.
• 탱커에서 우주선으로 궤도상에서 연료를 보급한다.
• 궤도상에서의 연료 보급으로, 달 전이 궤도나 화성 전이 궤도에 도달할 능력을 갖는다.
• 재사용 가능한 내열 쉴드를 갖춘다.
• 우주선은 1000m³의 가압 공간을 가지며, 40개의 선실과 큰 공용 공간, 중앙 저장소, 조리실, 그리고 태양 폭풍으로부터 승무원을 보호하기 위한 쉘터 등을 갖출 수 있다.

4. 2. 제원

스타십은 적층 및 완전 연료 충전 시 약 5000ton의 질량을 가지며, 직경은 9m, 높이는 121.3m이다.^[10] 1단 로켓인 슈퍼 헤비는 높이 72m, 직경 9m이며, 무게는 3600000kg이다. 슈퍼 헤비의 외부와 내부 연료 탱크, 골조는 탄소 섬유로 제작될 것으로 알려졌다. 33개의 랩터 엔진은 72MN의 추력을 생산할 전망이다.

2단 추진체인 스타십은 높이 50m, 직경 9m이며, 6개의 랩터 엔진 중 3기는 해상 착륙 및 대기권 내 점화를 위한 일반 랩터 엔진, 나머지 3기는 외기권에서의 점화 및 추진을 위한 랩터 엔진 진공을 탑재할 예정이다. 랩터 엔진의 총 추력은 11.5MN이 될 전망이다.

스타십/슈퍼 헤비는 단계적으로 업그레이드할 계획이다. 2024년 현재 궤도 비행 시험에 사용되는 기체의 발사 능력은 저궤도에서 재사용 시 약 50000kg, 1회용 시 약 100000kg으로 당초 목표치보다 낮다. 스타십2 버전에서는 전장이 3m 연장되고 엔진이 개량형 랩터3로 업데이트되어 발사 능력이 재사용 시 약 100000kg으로 개선될 것이다. 스타십3에서는 전장이 28m 연장된 150m가 되고, 스타십의 엔진도 3기 늘어난 9기가 되어, 재사용 시 200000kg 이상의 발사 능력을 갖게 된다. 스타십3의 1회당 발사 비용은 200만달러~300만달러를 목표로 하고 있다.^[290]

랩터의 추력은 처음에는 1.81MN이었지만, 랩터2에서는 2.26MN, 랩터3에서는 2.64MN까지 향상시키고 있다.^[290] 랩터는 엔진 하나의 신뢰성도 높이도록 설계되었지만, 스타십은 6기의 엔진을 탑재하여 엔진 정지 시에도 이중성을 유지할 수 있다. 2기의 엔진이 정지해도 안전하게 비행 가능하며, 4기의 엔진이 정지해도 나머지 엔진으로 귀환이 가능해진다.^[291]

5. 발사부터 착륙까지의 흐름

탑재체는 별도의 시설에서 스타십에 통합된 후 발사 기지로 옮겨질 예정이다.^[37] 슈퍼 헤비와 스타십은 발사대에 적층된 후, 우주선의 퀵 디스커넥트(SQD) 암과 부스터 퀵 디스커넥트(BQD)를 통해 연료가 주입될 예정이다. SQD와 BQD가 철수되고, 슈퍼 헤비의 33개 엔진이 모두 점화되면서 로켓이 발사된다.

발사 후 약 159초,^[38] 고도 64km에서 슈퍼 헤비는 중앙 짐벌 로켓 엔진 중 3개를 제외한 모든 엔진을 끈다.^[39] 그 후 스타십은 부스터에 연결된 상태에서 엔진을 점화하고 분리된다.^[40] 핫 스테이징(Hot-staging) 동안 부스터는 엔진 출력을 줄인다.^[40] 그런 다음 부스터는 회전한 후, 모든 전방 속도를 멈추기 위해 "부스트백 연소"^[116]를 위해 10개의 추가 엔진을 점화한다. 부스트백 연소 후, 부스터의 엔진은 멈추고, 슈퍼 헤비는 그리드 핀을 사용하여 궤도를 수정하며 발사 기지로 제어된 강하 궤적을 그리게 된다. 발사 후 약 6분, 착륙 직전,^[41] 내부에 있는 13개의 엔진을 점화한 다음, 내부에 있는 3개를 제외한 모든 엔진을 끄고,^[126] 착륙 연소를 수행하여 유압 작동 암 쌍(발사 타워에 부착됨)에 의해 잡힐 정도로 충분히 속도를 줄인다.^[42][43] 부스터 착륙 및 포획은 2024년 10월 13일에 부스터 12의 착륙으로 처음 성공적으로 시연되었다.^[44][45]

6. 시험 발사 목록

고고도 비행 시험이 끝나고, 이어서 슈퍼 헤비의 지상 시험과 함께 지상 설비 개조가 진행되었다. 이 시기에 스페이스X는 우주선의 명명 규칙을 "SN"에서 "Ship"으로, 부스터는 "BN"에서 "Booster"로 변경했다.^[266] 2022년 3월에는 로켓 엔진을 추력을 25% 향상시키고 신뢰성도 높은 개량형 랩터2로 갱신한 후 궤도 비행 시험을 실시할 의향을 보였다.^[267]

스타십과 슈퍼 헤비를 결합한 궤도 비행 시험은 2023년 4월 20일에 처음 실시되었다. Booster 7과 Ship 24가 사용된 이 비행에서, 당초 보카 치카에서 발사된 슈퍼 헤비는 멕시코만에, 스타십은 지구를 약 1바퀴 돈 후 하와이 근해에 각각 착수할 계획이었지만, 슈퍼 헤비의 이륙에는 성공했으나 스타십의 분리에 실패했다. 고도 39km에 도달한 시점에서 기체가 회전을 시작해 제어 불능 상태가 되면서 자동 비행 정지 시스템에 의해 기체는 폭파되었다.^[268] 또한 이 비행에서 슈퍼 헤비는 33개의 엔진 중 일부가 작동하지 않아 비행 중에 작동하지 않는 엔진이 증가하거나, 발사대를 크게 파괴하는 등의 문제점이 확인되었다.

이후, 발사대에 수냉식 디플렉터 설치 및 분리 기구의 핫 스테이징으로 변경이 이루어진 후, 같은 해 11월 18일에 Booster 9와 Ship 25에 의한 2번째 시험이 실시되었다. 이 비행에서는 슈퍼 헤비의 엔진이 분리까지 33개 모두 안정적으로 작동하고 비행도 안정되어 분리도 성공했다. 그러나 스타십은 고도 148km의 우주 공간에 도달한 시점에서 궤도에 진입하기 전에 통신이 두절되었고, 슈퍼 헤비는 분리 직후 폭발했다.^[269] 3번째 시험은 이듬해 2024년 3월 14일에 실시되었으며, 이 비행에서는 스타십은 예정된 엔진 연소를 달성하여 계획대로의 궤도 (궤도 속도 직전에서의 서브 오비탈 비행)에 도달했다. 비행 중에는 새롭게 추진제 이송 및 페이로드 베이의 개폐 시험이 이루어졌다. 그 후 스타십은 지구를 반 바퀴 돌아 인도양 상에서 대기권 재진입을 시작했지만, 자세 제어 문제 때문인지, 기체는 재진입 중에 파괴되어, 착수에는 이르지 못했다. 슈퍼 헤비도 착수 직전까지 비행했지만, 직전에서 폭발했다.^[270] 6월 6일에 실시된 4번째 시험에서는, 슈퍼 헤비는 핫 스테이징용 분리 기구의 폐기를 진행한 후, 멕시코만으로의 착수에 성공했다. 스타십도 플랩의 손상 등은 보였지만, 인도양으로의 착수에 성공했다.^[271]

10월 13일에 실시된 5번째 시험에서는 처음으로 슈퍼 헤비의 발사대로의 귀환이 시도되어, 메커니컬 암에 의한 회수에 성공했다. 스타십도 지난번과 같은 손상 없이 인도양의 정확한 목표 지점에 착수했다.^[272] 이듬해 11월 19일에는 6번째 시험이 실시되었고, 슈퍼 헤비의 발사대로의 귀환은 실시되지 않았지만, 반면 스타십은 다시 정확한 목표 지점에 착수했다. 또한 비행 중에는 우주 공간에서의 엔진 재점화가 확인되었다.^[273]

7. 프로토타입 목록

스타십, 시험용 탱크, 슈퍼 헤비의 프로토타입 목록은 다음과 같다. 각 프로토타입의 명칭, 첫 확인 시점, 출하 시점, 퇴역 시점, 제작 장소, 현재 상태 등의 정보를 담고 있다.

7. 1. 스타쉽

• 유인 우주선: 대용량, 장기간 체류가 가능한 우주 발사체로서 승객과 화물을 다른 행성으로, 또는 지구 저궤도로 보내거나 지구 장거리 고속 이동에 사용하기 위한 목적으로 제작될 전망이다.
• 무인 우주선: 인공위성을 지구 궤도로 발사 및 위치 가능한 우주 발사체로서, 우주 쓰레기의 회수 및 물자 운송에도 사용될 전망이다.
• 공중 급유선: 다른 행성으로 이동하기 위해 정차 궤도에 위치한 스타쉽에 지구 저궤도 탈출을 위한 연료를 제공하기 위한 화물 목적 단독 우주 발사체로서, 달을 향한 고중량 발사에도 사용될 전망이다.
• 월면 운송수단(HLS): 지구 대기 접근을 위한 에어 브레이크와 열 차폐막이 제거된 형태의 우주 발사체로서, 아르테미스 프로그램의 게이트웨이 우주정거장과 도킹하기 위한 도킹 포트와 흰 페인트 도색이 채용될 예정이다. 2020년 4월 30일, 미국 항공 우주국의 아르테미스 프로그램의 일환으로 유인 달 착륙선으로 사용이 확정되었다. 달 표면의 손상을 줄이고자 상단부에 착륙 점화 장치를 부착했다.

^[1]

7. 2. 시험용 탱크

7. 3. 슈퍼 헤비

8. 버전

스타십은 여러 버전으로 나뉘어 개발되고 있으며, 2024년 4월에는 블록 2와 블록 3이라는 두 가지 새로운 버전이 발표되었다.^[25][26] 각 버전의 주요 성능 지표는 아래 표와 같다.^[10]

블록 1은 초기 모델로, 이후 블록 2와 블록 3으로 발전하면서 성능이 향상되었다. 블록 2는 추진제 적재량이 증가하고, 블록 3은 우주선의 엔진 수가 늘어나는 등 궤도 탑재량이 크게 증가할 것으로 예상된다.

스타십/슈퍼 헤비는 단계적으로 업그레이드될 계획이다. 2024년 현재 궤도 비행 시험에 사용되는 기체는 발사 능력이 저궤도에서 재사용 시 약 50t, 1회용 시 약 100t으로 당초 목표치보다 낮다. 스타십2 버전에서는 전장이 3m 연장되고 엔진이 개량형 랩터3로 업데이트되어 발사 능력이 재사용 시 약 100t으로 개선될 것이다. 스타십3에서는 전장이 28m 늘어난 150m가 되고, 스타십의 엔진도 9기가 되어 재사용 시 200t 이상의 발사 능력을 갖게 된다. 스타십3의 1회당 발사 비용은 200~300만 달러를 목표로 하고 있다.^[290]

랩터 엔진은 초기 1.81 MN에서 랩터2는 2.26 MN, 랩터3에서는 2.64 MN까지 추력이 향상되고 있다.^[290] 스타십은 6기의 엔진을 탑재하여 엔진 정지 시에도 이중성을 유지하며, 항공기 수준의 착륙 신뢰성을 목표로 한다.^[285]

8. 1. Block 1

8. 2. Block 2

8. 3. Block 3

9. 계획된 발사 및 착륙 프로필

스타십은 발사 비용을 절감하기 위해 완전히 재사용 가능하도록 설계되었으며, 슈퍼 헤비 부스터와 스타십 상단으로 구성된다.^[11][12] 발사대에 슈퍼 헤비와 스타십을 쌓은 후, 우주선의 퀵 디스커넥트(SQD) 암과 부스터 퀵 디스커넥트(BQD)를 통해 연료를 주입한다. SQD와 BQD가 철수되고, 슈퍼 헤비의 33개 엔진이 모두 점화되면서 로켓이 발사된다.

발사 후 약 159초, 고도 64km에서 슈퍼 헤비는 중앙 짐벌 로켓 엔진 중 3개를 제외한 모든 엔진을 끈다.^[38][39] 그 후 스타십은 부스터에 연결된 상태에서 엔진을 점화하고 분리된다.^[40] 핫 스테이징(Hot-staging) 동안 부스터는 엔진 출력을 줄인다.^[40] 그런 다음 부스터는 회전한 후, 모든 전방 속도를 멈추기 위해 "부스트백 연소"^[116]를 위해 10개의 추가 엔진을 점화한다. 부스트백 연소 후, 부스터의 엔진은 멈추고, 슈퍼 헤비는 그리드 핀을 사용하여 궤도를 수정하며 발사 기지로 제어된 강하 궤적을 그리게 된다. 발사 후 약 6분, 착륙 직전,^[41] 내부에 있는 13개의 엔진을 점화한 다음, 내부에 있는 3개를 제외한 모든 엔진을 끄고,^[126] 착륙 연소를 수행하여 유압 작동 암 쌍(발사 타워에 부착됨)에 의해 잡힐 정도로 충분히 속도를 줄인다.^[42][43]

한편, 스타십 우주선은 6개의 랩터 엔진을 사용하여 궤도 속도로 계속 가속한다.^[46] 궤도에 진입하면 우주선은 다른 스타십 유조선 변종에 의해 연료를 재보급받을 수 있을 것으로 예상된다.^[47] 머스크는 저궤도에서 스타십의 연료를 완전히 재보급하기 위해 8번의 발사가 필요할 것으로 추정했다.^[48] NASA는 하나의 달 착륙을 위해 스타십의 연료를 부분적으로 재보급하기 위해 짧은 간격으로 16번의 발사(극저온 추진제 비등으로 인해)가 필요할 것으로 추정했다.^[49] 달과 같이 대기가 없는 천체에 착륙하기 위해 스타십은 엔진을 점화하여 속도를 줄인다.^[50] 지구와 화성과 같이 대기가 있는 천체에 착륙하기 위해 스타십은 먼저 열 방패를 사용하여 대기권에 진입하여 속도를 줄인다.^[11] 그런 다음 우주선은 4개의 플랩을 사용하여 60° 각도로 대기권을 통과하여 "배 뒤집기" 기동을 수행하고, 우주선의 전면과 후면에서 낙하를 제어한다.^[51] 착륙 직전, 랩터 엔진이 점화되고,^[51] 헤더 탱크의 연료를 사용하여,^[52] 랩터 엔진의 짐벌이 우주선의 기동을 돕는 "착륙 뒤집기" 기동을 수행하여 수직 방향으로 돌아온다.^[51]

10. 개발

스페이스X는 2005년 지구 저궤도에 최소 100t의 화물을 수송할 수 있는 발사체 개발 계획을 발표했다. 이 발사체는 2012년 일론 머스크의 화성 식민지화 계획과 함께 공개되었으며, 2014년 4월에는 2020년 초반까지 랩터 엔진을 사용하여 이러한 계획을 실현시킬 수 있을 것이라는 예상이 나왔다.^[240][241]

2016년 9월, 일론 머스크는 트위터를 통해 'MCT라는 명칭이 더 이상 이어지지 않을 것'이며, '스타십이 화성 너머로 진출 할 수 있기 때문'이라고 설명했다. 새롭게 선정된 명칭은 행성간 이동 시스템(ITS)이었으나, 머스크는 이에 만족하지 않고 레딧에 "BFR과 BFS라는 명칭이 나쁘지 않다고 생각한다....개발 코드명은 BFR이 될 것"이라고 밝혔다.^[244]

2017년 9월, 제68회 국제 우주 총회에서 ITS의 새로운 디자인이 공개되었고, 그 이름은 BFR(Big Falcon Rocket)로 확정되었다. BFR의 직경은 ITS 대비 3m 감소한 9m가 되었으며, 전신 탄소섬유 소재 채용이 예정되었다. 2단계 발사체의 구분이 정리되어 BFS(Big Falcon Ship)으로 불리게 되었고, 지구 궤도, 달, 화성에 화물 운송, 승무원 수송, 연료 보급 등의 용도에 맞추어 BFS Cargo, BFS Crew, BFS Tanker라는 3가지 명칭으로 구분되었다.

2018년 12월, 스타십의 구조 재료가 탄소 복합재에서 스테인리스강으로 변경되었다.^[61] 머스크는 재료 변경에 대해 저렴한 비용, 제조 용이성, 극저온 로켓 엔진에서의 스테인리스강의 강도 증가, 고열을 견딜 수 있는 능력 등을 이유로 들었다.^[65]

2019년, 스페이스X는 전체 로켓을 스타십이라고 부르기 시작했고, 2단계는 스타십으로, 부스터는 슈퍼 헤비로 불렀다.^[66] 스타십의 시험 비행은 2019년 스타호퍼를 시작으로, 2024년 현재까지 여러 차례 진행되었다.

10. 1. 초기 설계 개념 (2012–2019)

10. 2. 저고도 비행 시험 (2019–2021)

SN8은 착륙에 실패했지만, 상단 탱크 연료 전환, 플랩 감속, 엔진 순차 점화 등은 성공했다. SN9는 엔진 재점화 실패로, SN10은 착륙 후 폭발로, SN11은 엔진 화재로 각각 실패했다. SN15는 부드러운 착륙에 성공하며 기술적 진전을 보여주었다.

10. 2. 1. Starhopper to SN6

10. 2. 2. SN8 to SN15

10. 3. 통합 비행 시험 (2023–)

10. 3. 1. 첫 번째 비행 시험

10. 3. 2. 두 번째 비행 시험

10. 3. 3. 세 번째 비행 시험

10. 3. 4. 네 번째 비행 시험

10. 3. 5. 다섯 번째 비행 시험

10. 3. 6. 여섯 번째 비행 시험

10. 3. 7. 일곱 번째 비행 시험

11. 비용 및 자금 조달

스페이스X는 민간 자금으로 스타십을 개발하고 있다.^{[148][68][149]} 스페이스X의 최고 재무 책임자 브렛 존슨은 2014년 7월부터 2023년 5월까지 스타베이스 시설과 스타십 시스템에 30억달러 이상을 투자했다고 밝혔다.^[149] 일론 머스크는 2023년 4월 스페이스X가 2023년에 스타십 개발에 약 20억달러를 지출할 것으로 예상한다고 말했다.^[150][151] 2024년 소송에 대한 답변에서 스페이스X는 스타십 프로그램의 비용이 하루 약 400만달러이며, 지연될 경우 하루 10만달러의 손실이 발생한다고 밝혔다.^[152]

머스크는 스타십의 궤도 발사 비용이 결국 스페이스X에 100만달러에 불과할 수 있다고 예상했다.^[153] 그러나 유로스페이스(Eurospace)의 연구 이사 피에르 리오네는 2022년에 스타십의 고객 발사 가격이 로켓 개발 비용 때문에 더 높을 것이라고 말했다.^[154]

아르테미스 계획의 일환으로, 스페이스X는 2021년 4월 NASA로부터 아르테미스 3호를 위한 스타십 달 착륙선 개발에 대한 28.900000000000002억달러의 고정 가격 계약을 받았다.^[155][156] 스페이스X의 경쟁 입찰자인 블루 오리진은 이 결정에 이의를 제기했고, 2021년 8월 NASA와 스페이스X를 상대로 소송을 제기하여 NASA가 3개월 동안 계약을 중단하게 했다.^{[157][158][159]} 2년 후 블루 오리진은 자사의 달 착륙선에 대한 34억달러의 고정 가격 계약을 받았다.^[160]

2022년 NASA는 스페이스X에 아르테미스 4호를 위한 두 번째 달 착륙선에 대한 11.5억달러의 고정 가격 계약을 수여했다.^[156] 같은 해 스페이스X는 미국 우주군을 위한 로켓 화물 프로그램을 개발하기 위해 1.02억달러의 5년 계약을 받았다.^[161]

12. 발사 이력

다음은 스타십의 시험 발사 이력이다.

2019년 7월 25일, 스타호퍼는 첫 비행 테스트를 성공적으로 수행했다. 개량된 랩터 엔진(SN6) 1기를 사용했으며, 약 22초 동안 비행하여 20m 고도에 도달했다.^[338] 2019년 8월 27일에는 약 57초 동안 비행하여 150m 고도에 도달했다.^[339][340]

2020년 8월 4일, 스타십 SN5는 약 45초 동안 비행하여 150m 고도에 도달했다.^[344] 2020년 9월 3일, 스타십 SN6도 유사한 비행을 성공적으로 수행했다.^[347]

2020년 12월 9일, 스타십 SN8은 3기의 랩터 엔진(SN30, SN36, SN42)을 사용하여 약 6분 42초 동안 비행했으나, 착륙 과정에서 발사대에 충돌하여 폭발했다.^[354] 하지만, 스페이스X가 목표로 했던 상단 탱크로의 연료 공급 전환, 플랩의 공기역학 응용 감속 등은 성공적으로 마무리되었다.^[366]

이후, 2021년 2월 2일 스타십 SN9, 2021년 3월 3일 스타십 SN10, 2021년 3월 30일 스타십 SN11이 10km 고도까지 비행했으나 모두 착륙에 실패했다. 2021년 5월 5일, 스타십 SN15는 약 5분 59초 동안 비행하여 부드러운 착륙에 성공했다.

2023년 4월 20일, 스타십과 슈퍼 헤비를 결합한 첫 궤도 비행 시험이 실시되었으나, 슈퍼 헤비와 스타십의 분리에 실패하고 자동 비행 정지 시스템에 의해 기체가 폭파되었다.^[268] 2023년 11월 18일, 두 번째 시험에서는 스타십이 우주 공간에 도달했으나 통신이 두절되었고, 슈퍼 헤비는 분리 직후 폭발했다.^[269]

2024년 3월 14일에 실시된 세 번째 시험에서는 스타십이 계획대로의 궤도에 도달했으나, 대기권 재진입 중 파괴되었다. 슈퍼 헤비도 착수 직전에 폭발했다.^[270] 2024년 6월 6일에 실시된 네 번째 시험에서는 슈퍼 헤비와 스타십 모두 착수에 성공했다.^[271]

13. 잠재적 임무

스타십은 다음과 같은 다양한 목적으로 사용될 수 있도록 계획되었다.

• 지구 궤도 위성 발사: 기존의 위성 발사 임무를 수행한다.
• 장기간 우주 비행: 달 주변 장기 체류, 화성으로의 물자 및 인원 수송, 외행성 탐사 등 장기간 우주 비행에 사용된다.
• 지구 내 고속 이동: 지구상의 두 지점 간을 1시간 이내에 연결하는 고속 운송 수단으로 활용될 수 있다.
• 스타링크 위성 발사: 스페이스X는 스타링크 시스템의 2세대 위성을 발사하기 위해 스타십을 사용할 계획이다.
• 아르테미스 계획 참여: NASA의 아르테미스 계획의 일환으로 달 착륙선으로 사용된다.
• 천문학 발전 기여: LUVOIR와 같은 대형 우주 망원경 발사에 사용되어 천문학 발전에 기여할 수 있다.
• 로켓 카고 프로그램 개발: 미국 우주군을 위한 로켓 화물 프로그램을 개발하는 데 사용된다.
• 화성 샘플 귀환: NASA의 화성 샘플 귀환 프로젝트에 활용될 가능성이 있다.
• 우주 식민지화: 일론 머스크의 화성 식민지화 계획의 핵심적인 역할을 수행한다.

• 유인 우주선: 대용량, 장기간 체류가 가능한 우주선으로, 승객과 화물을 다른 행성이나 지구 저궤도로 운송하거나 지구 내 장거리 고속 이동에 사용된다.
• 무인 우주선: 인공위성을 지구 궤도에 발사하고, 우주 쓰레기를 회수하며, 물자를 운송하는 데 사용된다.
• 공중 급유선: 다른 행성으로 가기 위해 궤도에 대기 중인 스타십에 연료를 보급하는 데 사용된다. 달 탐사를 위한 고중량 발사에도 활용될 수 있다.
• 월면 운송수단(HLS): 아르테미스 계획의 일환으로 개발된 유인 달 착륙선이다. 지구 대기권 진입을 위한 에어 브레이크와 열 차폐막이 제거되었고, 게이트웨이 우주정거장과 도킹하기 위한 도킹 포트가 장착되어 있다. 달 표면 손상을 줄이기 위해 상단부에 착륙 점화 장치가 부착되었다.

13. 1. 스타링크

13. 2. 아르테미스 계획

13. 3. 천문학

13. 4. 로켓 화물

13. 5. 화성 샘플 귀환

13. 6. 수송

13. 7. 우주 식민지화

13. 8. 기타 임무

14. 시설

스페이스X는 텍사스주 보카 치카에 위치한 스타베이스에서 스타십을 제조하고 시험한다.^[200] 스타베이스는 제조 시설과 발사 시설로 구성되어 있으며, 24시간 운영된다.^[15] 이곳에는 최대 450명의 정규직 직원이 근무하며, 두 개의 발사 시설, 페이로드 처리 시설, 7ha 규모의 태양광 발전소 등이 있다.^[37]

14. 1. 시험 및 제조

14. 2. 발사 장소

14. 2. 1. 스타베이스

14. 2. 2. 플로리다

15. 스타쉽 개발에 대한 반응

중국우주과학기술집단공사(CASC)와 중국의 다른 항공우주 관련 기업들은 스페이스X와 경쟁하고 기술 격차를 좁히기 위해 자체적인 스타십에 해당하는 창정 9호 초대형 발사 로켓을 개발하고 있으며,^[213] 이 로켓 역시 완전 재사용을 목표로 설계되었다.^[214] 2021년, 중국발사체기술연구원(CALT)은 외형과 기능 면에서 스타십과 매우 유사한 로켓의 렌더링 영상을 공개했다.^[215] 국제우주연맹(IAF)과 중국우주학회(CSA)가 주최한 2022년 행사에서 CALT는 LOX-메탄 추진제를 사용하는 유인 발사체에 대한 연구를 수행하고 있으며, 2단계는 스타십과 매우 유사하다고 발표했다.^[216]

SpaceNews는 중국의 스타트업 '스페이스 에포크'(Space Epoch)와 엔진 제조사 주저우 윈젠(Jiuzhou Yunjian)이 랩터와 유사한 메탄-LOX 엔진, 스테인리스 스틸 탱크, 반복적 설계를 갖춘 더 작은 스타십과 같은 로켓을 개발하고 있다고 언급했다.^[217] 스타십의 재사용 가능성과 스테인리스 스틸 구조는 블루 오리진의 뉴 글렌 대형 발사체의 재사용 가능한 상단 로켓인 프로젝트 자비스에도 영감을 주었을 수 있으며, 이는 미래에 뉴 글렌의 소모성 상단 로켓을 대체하기 위한 것이다.^[218]

2021년, 의회 의원들은 SN8 폭발 이후 스페이스X의 발사 허가 위반에 대한 FAA의 대응에 대해 우려를 표명하며 FAA에 "발사 안전 결정에 대한 부당한 영향력에 저항"할 것을 촉구했다.^[85] 2023년, 스타십 2차 시험 비행 전에 스페이스X의 부사장이자 전 NASA 엔지니어인 빌 거스텐마이어는 "중국과 같은 국가 주체의 전략적 경쟁"을 감안하여 혁신의 중요성에 대해 미국 상원에서 발언했다.^{[219][220][221]} 그는 스페이스X가 중국보다 먼저 미국 우주 비행사를 달에 착륙시키기 위해 스타십을 사용하도록 NASA와 계약을 맺고 있으며,^[222][219] 스타십 시험 비행이 공공 안전과 무관한 "규제 역풍과 불필요한 관료주의"로 인해 지연되고 있다고 말했다.^[220][223]

미국 정부 회계 감사원(GAO)은 스타십의 두 번째 통합 비행 시험 이후, FAA에 "사고 조사 절차 개선"을 권고했으며, 역사적으로 FAA가 감독하는 가운데 발사 운영자가 자체 조사를 수행하도록 허용해 왔다는 것을 발견했다.^[224]

여러 환경 단체들은 머스크의 정치적, 재정적 영향력으로 인해 환경 검토가 무시되었다고 주장하며 FAA와 스페이스X를 상대로 소송을 제기했다.^[225]

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