스페이스X

Space Exploration Technologies Corp. / SpaceX
법인 정보
산업분야	우주산업
창립	일론 머스크 2002년
본사	미국
핵심인물	CEO 일론 머스크
종업원	7천여 명
웹사이트	https://www.spacex.com

스페이스X(SpaceX)는 2002년에 일론 머스크가 설립한 미국의 민간 우주 기업이다. 정식 업체명은 우주 탐사 기술 주식회사(Space Exploration Technologies Corp.)이며, 스페이스X는 약칭이다.

우주 발사체 개발과 이를 통한 우주 화물 운송을 주사업으로 진행 중이며, 위성 인터넷 서비스인 스타링크, 화성 유인 탐사 및 정착/달 궤도에 우주정거장을 설치하는 아르테미스 프로젝트 등을 진행 중이다.

2022년 기준 명실상부 세계최고의 민간 우주 기업으로 평가되고 있는데, 전세계에서 유일하게 발사체 재사용 + 발사체 1단이 지상으로 알아서 착륙하는 혁신적인 시스템을 바탕으로 발사 비용을 10분의 1로 줄여 경쟁력을 확보했기 때문이다. 우주정거장(ISS) 물자 보급 문제에 골머리를 앓고 있던 NASA의 ISS 보급 하청 기업들 중 하나로 선발되었으며, 기술 지원을 통해 재사용 발사체인 팰컨 9의 개발 및 상용화에 성공해 지금의 명성을 얻게 되었다.

발사체

스페이스X가 개발한 발사체들이다. 첫 발사체인 팰컨 1을 제외하고는 모든 발사체가 최소 1단은 재활용 가능하게 설계되어 있다는 게 특징이다.

Falcon 1

팰컨 1에 관한 이야기(1분 16초부터)

스페이스X의 첫 발사체이다. 5번의 시도 중 처음 3번을 실패하고 2번 성공하였으며 이 당시 일론 머스크의 재력으로도 자금난에 시달리기도 하였다한다. 이미 백만장자였던 일론 머스크조차 3번 정도 발사를 하면 돈이 궁해진다는 게 놀라운 점. 민간 우주 사업이 호락호락한 영역이 아님을 보여주기도 하고 그러한 벽을 뛰어넘은 스페이스X의 시작점을 장식하는 발사체이다.

Falcon 9

팰컨 9의 첫 착륙 순간(32분 20초), 스페이스X 직원들의 미칠듯한 환호성과 기쁨이 담겨있다.

착륙 및 재사용이 가능한 최초의 발사체, 기존 발사체에 비해 절반 가까이 저렴한 발사 비용으로 엄청난 파장을 주어 스페이스X 라는 이름을 널리 알리는 데 큰 공을 세웠다.

개발 및 제작에 직접 자금을 충당해야 했던 팰컨 1과는 달리 NASA의 지원으로 이러한 자금 부담을 덜어냄은 물론이고 기술 지원까지 받아 개발하였다. NASA가 자선단체여서 이러한 개발에 도움을 준 것은 당연히 아니고 이미 개요 문단에 서술되었듯이 ISS의 보급 문제에 있어 큰 부담이 있어 이를 민간 기업에게 하청하려는 계획이 있었고 이러한 COTS(Commercial Orbital Transportation Services) 계획의 화물 수송에 사용 될 수 있는 민간 발사체와 우주선 개발을 지원하려고 하였다. 이 계획에 스페이스X가 선정되어 자금, 기술 지원을 받게 된 것이다.

이러한 NASA의 지원으로 개발한 우주선이 드래곤, 개발한 발사체가 바로 팰컨 9이다.

총 개발 비용은 4억 4천 3백만 달러로 만약 미국 NASA가 같은 정도의 로켓을 자체적으로 개발했더라면 약 40억 달러 정도 즉 10배 가량이 더 소요되었을 것으로 추산되었다. 비용 분석보고서

참고로 한국에서도 팰컨 9을 자주 이용하고 있으며, 대표적인 예로 한국 최초의 달 탐사선 『다누리』와 군 전용 통신위성 발사를 맡긴 적이 있다.

Falcon heavy

2018년 2월 6일 펠컨 헤비의 최초 시험 발사. 7분 15초에 마치 CG같은 발사체가 착륙하는 모습에 수많은 사람들이 열광한다.	첫 시험 발사 전날에 공개된 펠컨 헤비 애니메이션.

팰컨 9을 베이스로 만들어진 발사체로 2022년 기준 스페이스X제 발사체 중 가장 강력하고 무거운 페이로드를 발사할 수 있다. 펠컨 9 양쪽에 부스터 2개를 추가 부착시킨 형태이며, 당연히 1단 부스터 3개 모두 착륙을 통한 재활용이 가능하다. 팰컨 헤비를 발사하는 곳은 케네디 우주센터의 LC-39A 발사장으로 현재는 퇴역한 우주왕복선을 발사하던 유서깊은 곳이다.

개발 초기 크로스피드라고 하는 기술을 이용해 중앙 코어의 효율을 극한으로 끌어올려 페이로드 상한선을 올리려고 하였으나, 워낙 위험 천만한 기술이다 보니 일론 머스크도 포기를 선언하고 가장 중요한 재활용 기술에 집중하여 완성되었다.

현재 스페이스X 발사체중 가장 추력이 높고 수용 가능한 페이로드도 무겁지만, 경쟁자인 ULA(United Launch Alliance)사의 Delta IV heavy보다는 페이로드에서 밀린다고 한다. 정확히는 발사체를 재활용하지 않으면 거의 차이가 없는데, 스페이스X의 경영방침상 1단 추친체는 어지간하면 재활용을 하기 때문에 페이로드에 실을 수 있는 화물의 무게가 델타 4 헤비보다 낮을 수 밖에 없다. 즉, 가성비를 따지는 고객은 팰컨 헤비 / 효율성을 따져 더 무거운 화물을 운송하고 싶은 고객은 Delta IV heavy를 선호하는 이용하는 재미있는 경쟁관계가 형성될 것으로 보인다.

2018년 2월 6일에 이뤄진 시험 발사 때 페이로드에 실은 실험용 화물이 매우 특이하여 화제가 되었는데, 일론 머스크 개인이 소유하고 있던 테슬라 로드스터 1세대 후기형 모델에 스페이스X제 신형 우주복을 입힌 마네킹을 앉혀놓은 상태로 우주로 날려보냈다. 한술 더 떠 카오디오에서는 데이빗 보위의 《Life on Mars?》와 《Space Oddity》가 나오고, 내부 수납공간에는 유명 SF 소설인《은하수를 여행하는 히치하이커를 위한 안내서》를 넣어놨으며, 차량 대쉬보드 패널에는 "Don't Panic?!(겁먹지마?!)"이라는 글귀가 큼지막하게 출력 되도록 만들어놨다. 참고로 이 모든 것이 1981년작 앤솔로지 애니메이션 영화인 《헤비 메탈》의 오프닝 시퀀스를 패러디한 것이라는 점에서 기업 전반의 유쾌함과 덕력을 엿볼 수 있다.

2019년 4월 12일에 팰컨 9의 최신 버전인 블록5를 적용한 신형 팰컨 헤비로 사우디아라비아의 위성 Arabsat-6A를 발사하며 첫 상업 발사에 성공했다. 이 발사에서 1단 코어 로켓의 바다 위 드론쉽 착륙도 첫 성공했으나 안타깝게도 풍랑으로 인해 운송중이던 로켓이 전복되서 파괴되었다.

2019년 6월 25일에는 미 공군 실험용 화물을 실은 두 번째 상업 발사에 성공했다.

2022년 하반기에 두 번의 상업 발사가 예정되어 있으며, 2023년에는 화성과 목성 사이의 소행성대에 있는 소행성 프시케를 탐사할 위성을 발사할 예정이다. 이외에 2024년 목성의 갈릴레이 위성 중 하나인 유로파를 탐사하는 프로젝트인 유로파 클리퍼(Europa Clipper) 탐사선을 발사하고, 2025년부턴 달에 우주정거장을 건설하는 아르테미스 프로젝트의 화물을 운송할 예정이다.

Starship / Super Heavy

2016년 9월 7일 최초 공개된 슈퍼 헤비 로켓과 스타쉽 우주선의 애니메이션

일론 머스크가 2016년 9월 27일 개최된 국제우주대회에서 발표한 우주탐사 시스템인 슈퍼 헤비/스타쉽 중의 발사체 부분을 담당하고 있는 기종이다. 달과 화성 탐사에서 팰컨 9과 팰컨 헤비를 대체하는 것은 물론, 장차 먼 미래의 행성간 탐사계획까지 고려한 로켓이다.

지구에서 지구 저궤도로 스타쉽(Starship)과 스타쉽 탱커(Starship Tanker)를 쏘아보내기 위한 1단 로켓. 높이는 58m이다. 개발 중인 액체메탄 엔진 랩터 31개로 추진된다. 단분리 후 팰컨 9의 1단과 마찬가지로 지상에 착륙한다. 눈 여겨 볼만한 점은, Super Heavy는 단분리 후 발사대로 바로 귀환하여, 연료 재보급 및 정비를 거치고 탱커를 장착한 후 즉시 재발사된다는 점이다. 약 1000회 재사용이 가능하다.

지금까지 수행된 우주 프로젝트들에 비해 너무 앞서나간, SF 같은 인상마저 주는 탓에 실현 가능성에 의구심을 표하는 시선도 있지만 장기계획의 일정이나 일부 사항에서 과장이 좀 섞여있을지언정 지나치게 비현실적인 요소는 없다. 이미 1970년대에 NASA가 아폴로 프로그램의 후속 프로젝트로 달 탐사는 물론이고 외행성 탐사까지 염두에 두고 추진했다가 스페이스 레이스 승리 이후 정치인들이 우주개발에 관심을 끊어버리며 좌초된 우주왕복선을 통한 행성간 탐사에 대한 페이퍼 플랜이 존재했다. 스페이스X는 국가기관의 정치적인 알력, 무관심으로 인해 좌초된 프로젝트를 민영 기업의 손으로 해보려는 것이다.

첫 발표 당시 이름은 "ITS" 였으며 이후 "BFR" 로 불리다 마침내 "Starship/Super Heavy" 로 프로젝트가 불리게 되었다.

엔진

케스트렐 (Kestrel)

Falcon 1에서 쓰인 스페이스X제 엔진 초기형.

추력은 31kN.

멀린 (Merlin)

Falcon 1 후기 버전에서 쓰였고, 현재는 Falcon 9과 Falcon Heavy 등 스페이스X의 주력 발사체에 쓰이고 있는 엔진이다.

액체 산소와 등유를 특수 정제한 케로신을 연료로 쓴다.

진공 엔진 추력은 981 kN, 해수면 엔진 추력은 845 kN이다.

랩터 (Raptor)

멀린보다 더 강력한 추력을 낼 수 있는 스페이스X 차기 주력 엔진으로 현재 상용화를 앞두고 있다. 스타십과 슈퍼헤비에 쓰일 예정.

액체 산소와 액체 메테인을 연료로 쓴다.

추력은 2,000 kN.

스타링크 (Starlink)

스페이스X가 진행중인 위성 인터넷 사업이다. 서비스를 시작하면 전 지구에서 스타링크 인터넷을 사용할 수 있게 된다. 사실 스타링크의 목적은 인터넷이 터지지 않는 오지에서 인터넷을 사용할 수 있게 만드는 데 있어서 도시화가 잘 되어있는 곳에서는 거의 쓸 일이 없다.

스페이스X는 자사의 로켓인 Falcon 9으로 한번에 60대에 스타링크 위성을 쏘아올리고 있는데 스타링크 프로젝트가 거의 완료되면 무려 12,000개의 위성이 쏘아올려질 예정이다. 이에 대해 천문학자들은 위성들이 빛을 반사하여 천체 관측을 방해할 것이라고 우려하였고, 스타링크 위성의 태양전지판이 개선되었으나 여전히 밤하늘에는 스타링크 위성이 줄지어 지나가는 게 잘만 보인다.

또한 위성이 고장나면 우주 쓰레기가 되어 위성들이 충돌하면서 우주 쓰레기가 기하급수적으로 늘어나는 케슬러 신드롬에 대한 우려도 있으나, 다행인 것은 스타링크 위성에는 이온 엔진이 있어 궤도를 낮춰 대기권에 태워버릴 수 있다.