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스페이스X 스타쉽

SpaceX Starship
스타쉽
출시 구성의 스타쉽 프로토타입: 스타쉽 우주선은 슈퍼 헤비 위에 위치합니다.
기능.
제조사
원산지
  • 미국
사업비최소 미화 50억[1] 달러
크기
높이121 m (397 ft)
지름9m(30ft)
덩어리5,000t(11,000,000lb)
용량
LEO에 대한 페이로드
덩어리재사용 가능: 100~150t
(220,000–331,000파운드)
용량1,000m3 (35,000cut)
연합로켓
파생작업스타쉽 HLS
비견
출시이력
상황개발중
발사장스페이스X 스타베이스
케네디 우주센터, LC-39A (예정)
총출동수3
성공(들)1 (IFT-3)[2][disputed – discuss]
고장2 (IFT-1, IFT-2)
첫 비행2023년 4월 20일, 11개월 전(2023년 4월 20일)
마지막 비행2024년 3월 14일
1단계 – 슈퍼 헤비
높이71 m (233 ft)
지름9m(30ft)
빈 질량200t(441,000lb)
총질량3,600 t (7,937,000 lb)
추진제 질량3,400 t (7,496,000 lb)
동력원33 랩터 엔진
최대 추력7,590 tf (74,400 kN; 16,700,000 lbf)
비임펄스327 s (3.21 km/s) (sea-level)
추진제액체산소/메탄
2단계 – 스타쉽
높이50m(160ft)
지름9m(30ft)
빈 질량~100t (220,000lb)[3]
총질량1,300 t (2,866,000 lb)[a]
추진제 질량1,200 t (2,646,000 lb)
동력원랩터 엔진 3개
3 랩터 진공 엔진
최대 추력1,500 tf (14,700 kN; 3,310,000 lbf)
비임펄스327 s (3.21 km/s) (sea-level)
380초(3.7km/s)(vacuum)
추진제액체산소/메탄
[Wikidata 편집]

스타쉽은 우주항공 회사 스페이스X가 개발 중인 미국의 2단 슈퍼 헤비 리프트 발사체입니다. 그것은 지금까지 비행한 로켓 중 가장 크고 가장 강력한 로켓입니다.[4] 스타쉽은 임무를 수행한 후 두 단계를 모두 복구하고 빠르게 재사용할 수 있도록 완전히 재사용할 수 있도록 설계되었습니다. SpaceX는 스타쉽 시스템의 장기적인 목표는 저렴한 비용으로 빈번한 우주 발사를 달성하는 것이라고 말했습니다.[5] 개발은 프로토타입 차량의 종종 파괴적인 시험 비행을 포함하는 반복적이고 점진적인 접근 방식을 따릅니다.[6]

스타쉽 발사체는 스페이스 엑스의 팰컨 9와 팰컨 헤비 로켓을 대체하고, 스페이스 엑스의 스타링크 위성 별자리를 확장하고, 승무원들을 지구 저궤도와 화성으로 발사하도록 설계되었습니다. 이 차량은 스페이스X가 화성을 식민지로 만들려는 야망의 핵심입니다.[7] SpaceX는 Starship 차량을 탱커로 사용하여 다른 Starship에 연료를 공급하여 지구 동기 궤도, 달, 화성으로의 임무를 수행할 계획입니다. NASA는 2026년 아르테미스 3호를 시작으로 적어도 두 번의 아르테미스 달 착륙을 위한 아르테미스 프로그램의 일환으로 달에 우주비행사를 착륙시키기 위해 계획된 달 착륙 변형 스타쉽을 계약했습니다.[8]

스타쉽은 슈퍼 헤비 부스터와 스타쉽 우주선으로 구성되어 있습니다. 두 단계 모두 액체 메탄과 액체 산소를 연소하는 랩터 엔진으로 구동됩니다. 두 단계 모두 이전의 일련의 설계에 사용된 탄소 복합체 대신 스테인리스 스틸로 주로 구성됩니다. 부스터는 엔진을 사용하여 속도를 늦추고 발사탑에 부착된 한 쌍의 기계식 암에 걸리도록 설계되었습니다. 스타쉽 우주선은 대기권 재진입 시 열 보호 시스템에 의해 보호되도록 설계되었으며, 우주선이 수평에서 수직 방향으로 회전하는 '배 플롭' 기동에 따라 엔진을 사용하여 착륙할 수 있습니다.

2023년 4월 20일에 풀 스타쉽 시스템의 첫 비행 테스트가 이루어졌는데, 엔진 3개가 빠진 상태에서 이륙하고 발사 4분 후에 제어 기능이 상실되어 발사 차량이 파괴되었습니다.[9] 2023년 11월 18일에 두 번째 비행 테스트가 이루어졌으며, 슈퍼 헤비 부스터가 부스트백 연소 중에 여러 엔진 고장으로 약 30초 후에 폭발하면서 단계 분리를 달성했습니다. 상단은 발사 후 거의 8분 후 궤도에 도달하기 전에 사라졌습니다.[10]2024년 3월 14일 세 번째 시험 비행에서 스타쉽은 2단계 연소를 성공적으로 완료하여 처음으로 궤도 속도에 도달했지만 대기권 재진입 중에 깨졌습니다.[11][2][12][13]

묘사

스타쉽은 연료를 가득 채우면 질량이 약 5,000t(11,000,000lb),[b] 직경이 9m(30ft),[15] 높이가 121m(397ft)에 달합니다.[16] 이 로켓은 발사 비용을 줄이기 위해 완전히 재사용할 수 있는 목표로 설계되었으며,[17] 슈퍼 헤비 1단 부스터와 랩터 및 랩터 진공 엔진으로 구동되는 스타쉽 우주선으로[18] 구성되어 있습니다.[19] 두 로켓 스테이지의 몸체는 스테인리스 스틸로[20] 제작되었으며 스테인리스 실린더를 적층하고 용접하여 제작되었습니다.[21] 이 실린더의 직경은 9m(30ft), 높이는 2m(7ft), 두께는 4mm(0.16인치), 질량은 각각 1,600kg(4,000lb)입니다.[21] 우주선 내부의 돔은 메탄과 산소 탱크를 분리합니다.[21] SpaceX는 "기본 재사용 가능 설계"에서 스타쉽이 낮은 지구 궤도까지 100-150 t (220,000–331,000 lb), 정지 궤도까지 27 t (60,000 lb)의 탑재 용량을 가질 것이라고 밝혔습니다.[22][23]

슈퍼 헤비 부스터

본문: 스페이스X 슈퍼헤비

슈퍼 헤비(Super Heavy)라는 이름의 1단 부스터는 높이가 71m(233ft)이고 폭이 9m(30ft)입니다.[15] 3개의 동심원 고리로 배열된 33개의 랩터 엔진이 포함되어 있습니다.[24] 20개 엔진의 가장 바깥쪽 링은 무게와 비용을 절약하기 위한 짐벌 액추에이터가 부족한 "랩터 부스트" 구성입니다.[25] 최대 출력에서 모든 엔진은 74,400kN(16,700,000lbf)의 추력을 생성합니다.[26]

부스터의 탱크는 3,400t(7,500,000lb)의 추진제를 담을 수 있으며, 2,650t(5,840,000lb)의 액체 산소와 750t(1,650,000lb)의 액체 메탄으로 구성됩니다.[c][27] 2021년 일론 머스크는 최종 설계의 건조 질량이 160t(350,000lb)에서 200t(440,000lb) 사이가 될 것이며 탱크의 무게는 80t(180,000lb)과 단계 간 20t(44,000lb)이라고 말했습니다.[3]

부스터는 전기적으로 작동되는 그리드 핀 4개를 제어용으로 사용하며, 각각의 질량은 3t(6,600lb)입니다.[3] 부스터는 그리드 핀 사이에 위치한 돌출된 하드 포인트에서 들어 올립니다.[28] 그리드 핀 위에는 열간 스테이징에 사용되는 통풍형 인터스테이지가 있습니다.[29] 로켓 스테이징의 한 종류로, 상부 스테이지가 엔진을 발사한 후 첫 번째 스테이지에서 분리됩니다.[30]

Large steel cylinder with complex engine mounts and wiring
엔진 장착 전 Super Heavy Booster 하부

스타쉽 우주선

본문: SpaceX Starship (우주선)

스타쉽 우주선은 높이가 50m (160ft)이고 직경이 9m (30ft)입니다. 6개의 랩터 엔진을 사용하며, 그 중 3개는 진공에서 사용하도록 최적화되어 있습니다.[15][31] 엔진은 14,700kN(3,300,000lbf)의 추력을 생산합니다.[26] 이 차량의 적재함은 높이 17m(56ft), 직경 8m(26ft)로 측정할 계획이며, 내부 부피는 1,000m3(35,000cupt)입니다. ISS의 가압 부피보다 약간 큽니다.[32] 스타쉽은 메인 탱크와 헤더 탱크에 걸쳐 총 1,200t([14]2,600,000lb)의 추진제 용량을 갖추고 있습니다.[33] 2019년 일론 머스크(Elon Musk)에 따르면 헤더 탱크는 위치 때문에 단열성이 더 우수하며 재진입 후 우주선을 뒤집고 착륙시킬 수 있도록 예약되어 있습니다.[34] 연료 탱크의 압력을 사용하는 일련의 반응 제어 추력기는 우주에 있을 때 자세를 제어합니다.[35]

스타쉽 내부 구조도. 이 그림에는 플랩이 표시되지 않습니다. 후단 플랩은 맨 아래(또는 이 방향으로 왼쪽)에 배치되고, 전방 플랩은 우주선의 맨 위(여기, 오른쪽)에 배치됩니다.

우주선에는 우주선의 방향을 제어하고 대기권 진입 동안 에너지를 방출하는 데 도움이 되는 4개의 몸체 플랩이 있으며, 두 개의 전방 플랩과 두 개의 후방 플랩으로 구성되어 있습니다.[36] SpaceX에 따르면, 플랩은 날개나 꼬리 비행기의 필요성을 대체하고, 착륙에 필요한 연료를 줄입니다.[37]: 1 전방 플랩 아래에는 기계 팔을 통해 우주선을 들어올리고 잡는 데 하드 포인트가 사용됩니다.[28] 플랩의 경첩은 에어 커버에 밀봉되어 있습니다. 그렇지 않으면 재진입 중에 쉽게 손상될 수 있기 때문입니다.[3]

검사중인 스타쉽의 방열막

스타쉽의 방열판은 1,400°C(2,600°F)의 온도를 견딜 수 있는 18,000개의[38][39] 육각형 검은색 타일로 구성되어 있습니다.[40][41] 대기권 진입 시 차량을 보호하고 비행 간 유지보수를 최소화하여 여러 번 사용할 수 있도록 설계되었습니다.[17] 실리카 기반 타일은[42] 스타쉽에 핀으로[41] 부착되며 열 팽창을 허용하기 위해 그 사이에 작은 간격이 있습니다.[3]

변종

위성 발사를 위해 스타쉽은 나사의 우주왕복선과 유사한 탑재물을 방출할 수 있도록 열리고, 제트 토이저블 페어링 대신 재진입 시 닫히는 큰 화물 문을 가질 계획입니다. 클린룸 대신, 탑재체는 스타쉽의 탑재체 베이에 직접 통합될 것이고, 이것은 탑재체 베이를 온도 제어 ISO 등급 8 청정 공기로 퍼징해야 합니다.[22] 스타링크 위성을 배치하려면 화물 문을 슬롯과 디스펜서 랙으로 교체해야 하며, 이 장치는 페즈 캔디 디스펜서와 비교됩니다.[43]

스타쉽 HLS

주요 기사: 스타쉽 HLS

스타쉽 인간 착륙 시스템(, HLS)은 달 표면에서 착륙, 작동 및 이륙을 위해 개조될 스타쉽 차량의 계획된 승무원 달 착륙선 변형입니다.[44] 2021년에 유출된 SpaceX CGI 렌더링에는 수정된 착륙 다리, 차체 장착형 태양광 어레이,[45] 최종 착륙 및 이륙을 돕기 위해 차체에 장착된 추력 세트,[45] 에어록 2개,[44] 달 표면에 승무원과 화물을 내리기 위한 엘리베이터가 포함되었습니다.[46]

스타쉽은 별도로 발사된 스타쉽 추진체 탱커 우주선과 궤도에 도킹하여 연료를 보충할 수 있도록 계획되어 있습니다. 그렇게 하면 지구동시 궤도, 달, 화성과 [d]같은 더 높은 에너지의 목표물에 도달할 수 있습니다.[47] 추진제 저장소는 궤도상에 메탄과 산소를 저장할 수 있으며 스타쉽 HLS는 연료 탱크를 보충하는 데 사용할 수 있습니다.[48] 연료를 가득 채우면 스타쉽 HLS는 100t(220,000lb)의 페이로드를 달에 착륙시킬 수 있도록 설계되었습니다.[49][50][51]

머스크는 2021년에 "4개에서 8개" 사이의 발사가 필요할 것이라고 말했습니다.[52] 같은 해, 정부 책임 사무소는 스페이스X가 "총 16번의 발사를 필요로 할 것"이라고 말했고,[52] 2023년 NASA 관계자는 한 번의 달 착륙에 필요한 스타쉽 발사 횟수를 "10대 초반"으로 추정했습니다.[52] 2024년 SpaceX 고객 운영 담당 부사장은 출시 횟수가 "10회"일 것으로 추정했지만 이 숫자는 변경될 수 있습니다.[8] 이러한 발사는 일정 제약과 극저온 연료 증발을 관리하기 위해 "빠른 연속" 상태에 있어야 할 것으로 알려졌습니다.[52]

랩터 엔진

본문: SpaceX 랩터
A rocket engine with nozzle and intricate plumbing
해수면 최적화 랩터 1엔진, 2020년 5월

랩터는 스페이스X가 스타쉽과 슈퍼헤비 차량에 사용하기 위해 개발한 로켓 엔진 제품군입니다. 효율적이고 복잡한 전체 흐름 단계 연소 동력 사이클에서 액체 산소와 메탄을 연소시킵니다. 랩터 엔진은 메탄이 더 높은 성능을 제공하고 엔진의 침전물이 쌓이는 것을 방지하기 때문에 등유 대신 메탄을 연료로 사용합니다.[53][54] 사바티에 반응을 이용하여 이산화탄소와 물로부터도 메탄을 생산할 수 있습니다.[55] 엔진은 거의 유지 보수 없이 여러 번 재사용할 수 있도록 설계되었습니다.[56]

랩터는 더 높은 온도에서 작동하면 엔진이 녹기 때문에 완전 연소에 필요한 화학량론적 혼합 비율인 4:1보다 낮은 약 3.6:1의 산소 대 메탄 혼합 비율로 작동합니다.[3] 추진제는 예비 버너를 떠나 액체 방울 대신 뜨거운 가스로 주 연소실로 주입되어 확산을 통해 추진제가 빠르게 혼합됨에 따라 전력 밀도가 높아집니다.[53] 메탄과 산소는 접촉 시 점화될 수 있을 정도로 높은 온도와 압력에 있으므로 주 연소실에 점화기가 필요하지 않습니다.[57] 엔진 구조 자체는 대부분 알루미늄, 구리 및 강철이며, 산화제 측 터보펌프 및 부식성 산소가 풍부한 화염을 받는 매니폴드는 Inconel과 유사한 SX500 초합금으로 구성되어 있습니다.[57] 일부 구성품은 3D로 인쇄되어 있습니다.[58]

해수면에서 표준 Raptor 엔진은 해수면에서 327초(3.21km/s), 진공에서 350초(3.4km/s)의 특정 임펄스에서 2.3MN(520,000lbf)을 생성합니다.[57] Starship 상부 스테이지에 사용되는 Raptor Vacuum은 브레이징 스틸 튜브로 만든 재생 냉각 노즐 연장으로 수정되어 팽창 비율이 약 90으로 증가하고 진공 상태에서 비임펄스가 380초(3.7km/s)로 증가합니다.[3] 주 연소실은 이전의 작동 로켓 엔진의 압력을 초과하는 350bar(5,100psi)의 압력에서 작동합니다.[53] 랩터의 짐벌링 범위는 15°로 RS-25의 12.5°와 멀린의 5°보다 높습니다(스타쉽에 있는 대부분의 랩터는 짐벌링을 할 수 없습니다). SpaceX는 대량 생산을 시작할 때 단위당 생산 비용인 미화 25만 달러를 달성하는 것을 목표로 하고 있다고 밝혔습니다.[57]

계획된 발사 및 착륙 프로필

슈퍼헤비의 발사대 통합 애니메이션, 기계 팔을 사용합니다.

탑재체는 별도의 시설에서 스타쉽에 통합된 후 발사장으로 출시될 계획입니다.[27] 그런 다음 슈퍼 헤비와 스타쉽은 발사대에 쌓여 스타쉽 퀵 디스커넥트(SQD) 암과 부스터 퀵 디스커넥트(BQD)를 통해 연료를 적재합니다.[28] 그런 다음 SQD는 후퇴하고 슈퍼 헤비의 33개 엔진은 모두 점화되고 로켓은 이륙합니다.[28]

슈퍼 헤비가 기계 팔에 착지하는 모습을 담은 짧은 애니메이션. 실제 착륙 속도는 몇 배 느립니다.

Super Heavy는 약 64 km(40 mi)의 고도에서 발사된[59] 후 약 159초 후에 중앙 짐벌링 로켓 엔진 3개를 제외한 모든 엔진을 차단합니다.[60]: 58 그런 다음 스타쉽은 부스터에 부착된 상태에서 엔진에 점화하여 분리합니다.[30] 핫 스테이지 동안 부스터는 엔진을 감속시킵니다.[30] 그런 다음 부스터가 회전한 후 부스트백 연소를 위해 추가로 10개의 엔진을 점화합니다.[61] 부스트백 연소가 완료된 후 부스터의 엔진은 Super Heavy와 함께 발사 지점까지 제어된 하강을 위해 궤도에서 정지하고, 그리드 핀을 사용하여 경미한 코스 보정을 수행합니다. 착륙 직전인 6분 [62]후에는 타워에 부착된 두 개의 기계 팔에 걸릴 수 있을 정도로 엔진에 점화합니다.[63]

한편, 스타쉽 우주선은 6개의 랩터 엔진으로 궤도 속도까지 계속 가속하고 있습니다.[64] 일단 궤도에 오르면, 이 우주선은 또 다른 스타쉽 유조선 변종에 의해 연료를 보충할 수 있도록 계획되어 있습니다.[65] 머스크는 지구 저궤도에 있는 스타쉽에 연료를 완전히 주입하기 위해서는 8번의 발사가 필요할 것이라고 추정했습니다.[66] NASA는 한 번의 달 착륙을 위해 스타쉽에 부분적으로 연료를 공급하는 데 16번의 연속 발사(극저온 추진제 증발로 인한)가 필요할 것으로 추정했습니다.[52] 달과 같은 대기가 없는 물체에 착륙하기 위해, 스타쉽은 속도를 줄이기 위해 엔진을 발사할 것입니다.[67] 지구나 화성과 같은 대기권을 가진 물체에 착륙하기 위해, 스타쉽은 먼저 열 차폐 장치를 통해 대기권에 진입함으로써 속도를 줄입니다.[17] 그런 다음 우주선은 대기체를 통해 지상으로 60° 각도로 다시 잠수하여 우주선의 앞쪽과 뒤쪽에 있는 4개의 플랩을 사용하여 낙하를 제어함으로써 "배플롭" 기동을 수행합니다.[68][35] 착륙하기 직전, 랩터 엔진은 헤더 탱크의 연료를 [35]사용하여 발사되고 [34]우주선은 수직 방향을 재개하며 랩터 엔진의 짐벌링은 우주선의 기동을 돕습니다.[35]

스타쉽의 두 번째 단계가 패드 위에 착륙하면 이동식 유압 리프트가 이동식 차량으로 이동합니다. 부유식 플랫폼에 착륙하면 바지선으로 항구까지 운반한 후 도로로 운반하게 됩니다. 회수된 스타쉽은 다른 발사를 위해 발사대에 배치되거나 SpaceX 시설에 새로 단장됩니다.[27]: 22

역사

참고 항목: SpaceX Starship 비행 테스트

초기 디자인 컨셉(2012~2019)

본문: SpaceX Starship 설계 연혁

스페이스X가 첫 로켓 '팔콘 1'을 발사하기 [69]전인 2005년 11월,[70] 일론 머스크 CEO는 BFR이라고 불리는 지구 저궤도까지 100t(22만 lb)을 발사할 수 있는 고용량 로켓 개념을 처음 언급했습니다.[69] 이후 2012년, 일론 머스크는 기존 팰컨 9의 성능을 능가하는 로켓 개발 계획을 처음으로 공개적으로 발표했습니다.[71] 스페이스X는 그것을 화성 식민지 수송기라고 불렀는데, 그 로켓이 인간을 화성으로 운반하고 돌아오게 하기 위한 것이기 때문입니다.[72] 2016년, 로켓이 화성을 여행할 계획이었기 때문에, 이름은 행성간 운송 시스템으로 바뀌었습니다.[73] 이 디자인은 완전히 연료를 사용할 때 10,000 t (22,000,000 lb)을 초과하는 질량,[74] 300 t (66,000 lb)의 탑재체를 지구 저궤도까지 완전히 재사용할 수 있도록 요구했습니다.[74] 2017년까지 이 개념은 일시적으로 BFR로 재더빙되었습니다.[75]

2018년 12월, 구조 재료가 탄소 복합재에서[76][74] 스테인리스 스틸로 [77][78]변경되어 스타쉽의 초기 설계 개념에서 전환되었습니다.[77][68][79] 머스크는 디자인 변경의 이유로 저렴한 비용과 제조 용이성, 극저온에서 스테인리스 스틸의 강도 증가, 고열을 견딜 수 있는 능력 등을 꼽았습니다.[80][68] 2019년 스페이스X는 차량 전체를 스타쉽이라고 부르기 시작했으며, 두 번째 단계는 스타쉽과 부스터 슈퍼 헤비라고 불립니다.[81][82][83] 그들은 또한 스타쉽이 우주왕복선과 비슷한 재사용 가능한 열 차폐 타일을 사용할 것이라고 발표했습니다.[84][85] 2단계 설계는 2019년까지 6개의 랩터 엔진(해발에 최적화된 3개, 진공에 최적화된 3개)에도 정착되었습니다.[86][87] 2019년 SpaceX는 무게를 줄이기 위해 두 번째 단계의 디자인 변경을 발표했습니다.[88] 2020년 3월, 스페이스X는 스타쉽의 LEO 탑재량이 100t(220,000lb)을 초과할 것이며, GTO는 21t(46,000lb)이 될 것이라고 언급한 스타쉽 사용자 가이드를 발표했습니다.[22]

저고도 비행시험(2019~2021)

추가 정보: SpaceX Starship(우주선) § 홉스(SN3–SN6), SpaceX Starship(우주선) § 고공 시험 비행(SN8–SN15)

스타호퍼와 SN6 연결

Short steel rocket with its fins touching the ground
2019년 03월 공사중인 스타호퍼
Crane hooking onto a steel vessel body
크레인 리프팅 스타쉽 SN5 2020년 8월

첫 번째 테스트는 2018년 첫 번째 프로토타입인 Starhopper의 건설로 시작되었으며, 이 프로토타입은 2019년에 여러 번의 정적 화재와 두 번의 성공적인 저고도 비행을 수행했습니다.[89] SpaceX는 2019년 이전에 텍사스 보카치카와 플로리다 코코아에 있는 SpaceX 시설에서 최초의 실물 크기의 Starship Mk1 및 Mk2 상위 단계 프로토타입을 제작하기 시작했습니다.[90] 두 시제품 모두 날아가지 않았습니다. Mk1은 2019년 11월 압력 스트레스 테스트 중에 파괴되었고, Mk2의 플로리다 공장은 2020년 내내 해체되었습니다.[91][42]

Mk 프로토타입 이후, 스페이스X는 새로운 스타쉽의 상위 단계 프로토타입에 일련 번호의 줄임말인 "SN"이라는 접두사를 붙이기 시작했습니다.[92] SN1과 SN4 사이의 프로토타입도 비행하지 않았습니다.압력응력 시험 중 SN1과 SN3가 무너졌고 SN4는 5번째 엔진 발사 후 폭발했습니다.[93]

2020년 6월, SpaceX는 궤도 우주선 비행을 위한 발사대를 만들기 시작했습니다.[28] 최초의 비행 가능한 프로토타입인 SN5는 원통형으로 랩터 엔진, 연료 탱크, 질량 시뮬레이터 등 플랩이나 노즈콘이 없었습니다.[94] 2020년 8월 5일, SN5는 150m(500ft) 높이의 비행을 수행하여 인근 패드에 성공적으로 착륙했습니다.[95] 2020년 9월 3일, 유사한 모습의 스타쉽 SN6가 홉을 반복했고,[96] 그 달 말, 랩터 진공 엔진이 텍사스 맥그리거에서 첫 번째 전체 지속 시간 발사를 했습니다.[97]

SN8 to SN15

2020년 12월 이륙 직후 SN8
성공적인 고공 비행 시험을 그린 컴퓨터 애니메이션

스타쉽 SN8은 최초의 완전한 크기의 상부 단계 프로토타입이었지만, 열 차폐 장치가 없었습니다.[98] 2020년 10월부터 11월까지 네 차례의 예비 정적 화재 테스트를 거쳤습니다.[93] 2020년 12월 9일, SN8은 세 개의 엔진을 하나씩 천천히 끄면서 비행하여 고도 12.5 km (7.8 mi)에 도달했습니다. SN8은 착륙 시도 중 낮은 메탄 헤더 탱크 압력으로 엔진이 방해를 받아 착륙 패드에 충격을 가했고 이후 차량이 폭발했습니다.[35]

스페이스X가 발사 면허를 위반하고 충격파 피해 악화 경고를 무시했기 때문에 연방항공청은 두 달 동안 사건을 조사했습니다.[99] SN8 발사 동안 스페이스X는 비행 프로필이 폭발 위험이 있다는 FAA 경고를 무시했습니다.[99][100][101] 웨인 몬테이스 FAA 우주본부장은 스페이스X의 위반이 "강력한 안전 문화와 일치하지 않는다"며 "절차적 점검과 긍정적인 확인이 아닌 '감동'과 '가정'에 근거해 발사를 진행하고 있다"고 비판했습니다.[99]

2021년 2월 2일, 스타쉽 SN9는 SN8과 유사한 비행 경로로 10 km (6.2 mi)까지 발사되었습니다. 엔진 하나가 제대로 점화되지 않아 착륙 시 시제품이 추락했습니다.[102] 한 달 후인 3월 3일, 스타쉽 SN10은 SN9과 같은 비행 경로로 발사되었습니다.[103] 차량이 강하게 착륙해 착지 다리가 한쪽으로 쏠린 채 찌그러졌습니다.[104] 차량 기지에서 화재가 목격됐고 10분도 채 지나지 않아 폭발했는데 [105]추진체 탱크 파열 때문일 가능성이 있습니다.[104] 3월 30일, 스타쉽 SN11은 같은 비행 경로를 따라 짙은 안개 속으로 날아갔습니다.[106] 차량이 하강 중 폭발한 [106]것은 아마도 랩터의 메탄 터보펌프에서 추진체가 초과되었기 때문일 것입니다.[107]

2021년 3월에는 서브오비탈 발사대 2기, 궤도 발사대 2기, 착륙대 2기, 시험대 2기, 대형 추진제 탱크 농장에 대한 공공 건설 계획을 공개했습니다.[108] 이 회사는 곧 주변의 보카치카 마을을 스타베이스(Starbase)라는 이름의 회사 마을로 개발할 것을 제안했습니다.[108] 현지인들은 SpaceX의 권위와 권력, 그리고 저명한 영역을 통한 잠재적인 퇴거 위협에 대한 우려를 제기했습니다.[109]

궤도 발사대의 연료 저장 탱크는 4월 초부터 장착되기 시작했습니다.[28] 스타쉽 시제품 SN12, SN13, SN14는 완성 전에 폐기되었고, SN15는 대신 비행하도록 선택되었습니다.[110] SN15는 더 나은 항공전자, 구조 및 업그레이드된 엔진을 가지고 있었습니다.[105] 2021년 5월 5일, SN15는 구형 시제기와 동일한 기동을 완료하고 안전하게 착륙했습니다.[110] SN15는 착륙 후 엔진 부위에 불이 났지만 꺼졌습니다.[105] SpaceX의 나중 보고서에 따르면 SN15는 착륙 중 탱크 압력 및 엔진 손실을 포함하여 여러 문제를 겪었습니다.[37]: 2

통합 비행 시험 (2021–)

최초의 통합 비행 시험

본문: SpaceX Starship 통합 비행 테스트 1
첫 번째 통합 비행 시도 시 스타쉽. 첫 번째 단계에서 여러 엔진 고장이 발생합니다.

2021년 7월, 슈퍼헤비 BN3는 최초의 완전한 정적 발사를 실시하고 3개의 엔진에 불을 붙였습니다.[111] 이 무렵, SpaceX는 스타쉽 공예품의 경우 "SN"에서 "Ship"으로,[112] 슈퍼 헤비 부스터의 경우 "BN"에서 "Booster"로 명명 체계를 변경했습니다.[113] 한 달 후, 20번함은 크레인을 이용해 부스터 4 위에 쌓아 올려져 처음으로 완전한 발사체를 형성했고, 20번함은 또한 차체 높이의 방열막을 가진 최초의 우주선이었습니다.[39] 2021년 10월, "젓가락"이라고도 불리는 포획 기계 팔이 통합 타워에 설치되어 첫 번째 탱크 농장의 건설이 완료되었습니다.[28]

2022년 초, 랩터 2 엔진이 처음으로 포착되었습니다.[114] 2022년 6월, 연방 항공국은 스타베이스가 완전한 환경 영향 평가가 필요하지 않지만 스페이스X는 예비 환경 평가에서 확인된 75개 이상의 문제를 해결해야 한다고 결정했습니다.[115] 지난 7월, 부스터 7은 33개의 랩터 엔진 모두에서 액체 산소 터보펌프를 테스트한 결과, 차량 베이스에서 폭발이 일어나 압력 파이프가 파괴되고 발사대가 경미하게 손상되었습니다.[116] 11월 말까지, 24번함은 2개 엔진과 6개 엔진의 완전한 정적 시험 발사를 수행했고,[117]: 20 7번함은 1, 3, 7, 14, 11개[118][117]: 20 엔진의 정적 발사를 수행했으며, 마침내 2023년 2월 9일에 50% 스로틀에서 31개 엔진의 정적 발사를 수행했습니다.[119] 2023년 1월, 스타쉽 스택 전체가 젖은 드레스 리허설을 거쳤습니다.[120]

2023년 4월 17일 발사 시도가 취소된 후,[121] 부스터 7호와 선박 24호는 4월 20일 13시 33분(UTC)에 첫 번째 궤도 비행 시험에서 이륙했습니다.[122] 3개의 엔진이 발사 순서 중에 비활성화되었고 비행 중에 몇 개가 더 실패했습니다.[123] 우주선은 또한 비행 후 랩터 엔진의 추력 벡터링 제어를 잃었고, 이로 인해 로켓이 제어 불능 상태로 회전하게 되었습니다.[123] 이 차량은 최대 고도 24 mi (39 km)에 도달했습니다.[124] 이륙한 지 약 3분 만에 로켓의 자율 비행 종료 시스템이 작동했습니다. 이 시스템은 차량을 파괴하는 데 실패했으며, 차량은 40초 동안 더 굴러떨어졌다가 분해되었습니다.[125][126][127] 첫 비행 시험은 많은 양의 모래와 흙을 공중에 날려 반경 10km 이내의 지역사회에 도달했습니다.[128][129] 파편이 인근 주립공원의 산불로 번졌고, 3.5에이커의 주립공원 부지를 태웠습니다.[130]

2차 통합비행시험

본문: SpaceX Starship 통합 비행 테스트 2
두 번째 통합 비행 시도 중 스타쉽

첫 번째 시험 비행 후, 스페이스X는 시험 중 입은 손상을 복구하고 향후 문제를 방지하기 위해 발사대에 대한 작업을 시작했습니다. 발사탑의 기초를 보강하고 발사탑 아래에 강철수 대홍수 화염 편향기를 만들었습니다.[131] 25호는 지난 5월 궤도 아래 발사장으로 굴러가 비행에 앞서 스핀 프라임과 정열 발사 실험을 거쳤습니다.[132] 이 작업이 완료된 후, 부스터 9는 극저온 증명 테스트, 스핀 프라임 및 엔진 세트의 정적 화재를 거치기 위해 발사 현장으로 이동했습니다.[133]

지난 8월 스페이스X는 FAA에 또 다른 발사가 이뤄지기 전에 취해야 했던 63가지 시정 조치를 제출했습니다.[134] 스페이스X의 최종 보고서에 따라 FAA는 2023년 9월 8일 조사를 종료했습니다.[135][136] FAA는 2023년 10월 31일까지 발사 허가의 안전성 검토 부분을 마무리했습니다.[137]

2023년 11월 18일, 부스터 9호와 25호가 패드를 들어 올렸습니다.[138] 33개의 모든 엔진은 핫스테이지 기술을 사용하여 2단이 1단에서 멀어짐으로써 분리되는 스테이징까지 계속 작동했습니다.[61] 분리 후 Super Heavy Booster는 플립 조작을 완료하고 부스트백 연소를 시작한 후 여러 번의 연속적인 엔진 고장으로 폭발했습니다.[61][139][10] 멕시코만 상공의 고도 ~90km 지점에서 비행한지 3분 30초 만에 LOX 필터가 막혀 엔진 중 하나가 고장나 부스터가 파괴되었습니다.[140]

2단계는 8분 이상 비행한 후 고도 ~149km(93mi)에 도달할 때까지 계속되었습니다. 엔진 차단 전에 2단계에서 원격 측정이 손실되었습니다.[61] 스페이스X는 비행 성능 데이터를 기반으로 한 안전한 명령이 비행 종료 시스템을 작동시키고 계획된 궤도를 달성하거나 재진입을 시도하기 전에 [61]2단계를 파괴했다고 말했습니다.[141] NOAA 기상레이더 자료에 따르면 버진아일랜드 북쪽 수백 마일 지점에 재진입한 것으로 보입니다.[142]

제3차 통합비행시험

본문: SpaceX Starship 통합 비행 테스트 3
세 번째 통합 비행 시도 중 스타쉽 영상

두 번째 비행 테스트(슈퍼 헤비 부스터와 스타쉽 우주선이 모두 손실됨) 이후 스타쉽의 추력 벡터 제어 시스템을 전기 추력 벡터 제어(TVC)[143]로 업그레이드하고 액체 산소([143]LOX) 분출을 SECO가 수행된 후까지 지연시키는 조치를 취하는 등 상당한 변화가 시행되었습니다.

스페이스X는 공교롭게도 창립 22주년인 2024년 3월 14일에 다음 우주선 발사체인 스타쉽 통합 비행 테스트 3을 계획했습니다.[144][145] IFT-3는 CDT 8시 25분경 남부 텍사스 해안의 SpaceX Starbase 시설에서 발사되었습니다. IFT-2와 마찬가지로 부스터에 장착된 33개의 엔진 모두 점화에 성공했고, 단 분리도 성공했습니다.[146] B10은 부스트백 번을 실시했지만, 계획된 멕시코만 착륙은 빠른 속도로 표면에 도달했기 때문에 성공하지 못했습니다.[147]

스타쉽 우주선 자체는 우주와 궤도 속도에 도달한 후 엔진 차단 후 추진체 이송 데모 및 탑재체 디스펜서 테스트를 시작하는 등 여러 테스트를 수행했습니다.[148][149] 대기권 재진입을 시도했고,[147][150] 고도 65km 부근에서는 28호기에서 원격측정이 모두 멈춰 차량이 유실된 것으로 나타났습니다.[151] 이 비행 테스트는 스타쉽 HLS에 필요한 기술을 테스트하기 위해 극저온 추진제 이송을 시연했습니다. 이 테스트 결과는 데이터 분석 보류 중입니다.[152][153]

비용 및 자금

SpaceX는 주로 민간 자금을 통해 스타쉽을 개발합니다.[154][83][1] 브렛 존슨 스페이스X 최고재무책임자(CFO)는 2014년 7월부터 2023년 5월까지 스페이스X가 스타베이스 시설과 스타쉽 시스템에 30억 달러 이상을 투자했다고 법정에서 밝혔습니다.[1] 일론 머스크는 2023년 4월 스페이스X가 2023년 스타쉽 개발에 약 20억 달러를 지출할 것으로 예상한다고 밝혔습니다.[155][156]

머스크는 스타쉽 궤도 발사가 결국 스페이스X의 발사 비용이 100만 달러에 불과할 수도 있다고 이론을 세웠습니다.[157] 유로스페이스의 리서치 책임자인 피에르 라이온넷은 2022년에 스타쉽의 고객에 대한 발사 가격이 로켓의 개발 비용 때문에 더 높을 것이라고 말했습니다.[47]

스페이스X는 아르테미스 프로그램을 위한 인간 착륙 시스템 개발의 일환으로 2021년 4월 NASA로부터 28억 9천만 달러에 달하는 아르테미스 3호의 스타쉽 달 착륙선 개발을 위한 고정 가격 계약을 체결했습니다.[158][159] 스페이스X의 입찰 경쟁사인 블루오리진은 이 결정에 이의를 제기해 2021년 8월 NASA와 스페이스X를 상대로 법적 소송을 시작했고, 이로 인해 NASA는 연방청구법원에서 사건이 기각될 때까지 3개월 동안 계약을 중단했습니다.[160][161][162] 2년 후 블루 오리진은 달 착륙선에 대해 34억 달러의 고정 가격 계약을 체결했습니다.[163]

2022년 NASA는 스페이스X에 아르테미스 4의 두 번째 달 착륙선에 대한 11억 5천만 달러의 고정 가격 계약을 체결했습니다.[159] 같은 해 스페이스X는 미국 우주군을 위한 로켓 카고 프로그램을 개발하는 데 5년간 1억 200만 달러의 계약을 따냈습니다.[164]

잠재적 용도

추가 정보: SpaceX Starship 비행 테스트 § 향후 운영 비행

특정 미션

스페이스X는 스타쉽을 사용하여 현재 70개 이상의 국가에 초고속 인터넷을 제공하는 스페이스X의 스타링크 위성의 2세대를 발사할 계획입니다.[165] 금융 서비스 회사 모건스탠리의 한 분석가는 스타쉽과 스타링크의 개발은 서로 얽혀 있으며, 스타쉽의 계획된 출시 용량은 더 저렴한 스타링크 출시를 가능하게 하고 스타링크의 수익은 스타쉽의 개발 비용을 조달한다고 말했습니다.[166] 시작부터 2022년 말까지 적자를 [167]기록한 스타링크는 2023년 1분기에 현금 흐름이 긍정적인 것으로 처음 보고되었지만,[168][169] 일론 머스크는 스타링크가 2023년에야 "짝수 현금 흐름"에 도달했다고 말했습니다.[170] 2023년 12월 FCC는 "아직 우주선이 발사되지 않았습니다. [...][1년이 넘게 지난 지금, 스타쉽은 아직 성공적인 발사를 하지 못했습니다; 시도한 모든 발사가 실패했습니다." 따라서 FCC[...]는 "스타링크가 스타쉽 로켓을 성공적으로 발사할 수 없다는 이유로 8억 8,500만 달러의 스타링크 보조금을 최종 거부했습니다."[171]

미래의 탑재체 중 하나는 슈퍼버드-9 통신 위성인데, 이것은 스타쉽이 외부에서 만든 상업 위성에 대한 첫 번째 계약이었습니다.[172] 또 다른 계획된 탑재체는 스타쉽이 단품으로 발사할 스타랩 우주 정거장입니다.[173]

미래에는 우주선의 승무원 버전이 우주 관광, 예를 들어 디어문 프로젝트나[174] 폴라리스 프로그램의 세 번째 비행에 사용될 수 있습니다.[175] 머스크는 스페이스X가 사람 승객들과 함께 발사하기 전에 수백 개의 화물 비행을 완료할 것이라고 말했습니다.[176]

SpaceX가 제안한 스타쉽의 향후 사용 가능성 중 하나는 1시간 이내에 지구상의 어느 곳이든 이동할 수 있는 점대점 비행(SpaceX에 의한 "Earth to Earth" 비행이라고 함)입니다.[177] 2022년 1월, 스페이스X는 미국 우주군을 위한 로켓 카고 프로그램을 개발하기 위해 5년간 1억 200만 달러의 계약을 체결했습니다.[164] 5년 계약은 "로켓이 화물 운송에 사용될 때 달성할 수 있는 것을 정확히 결정하기 위한 것"[178]으로, 공군 연구소가 스타쉽의 상업 발사 동안 데이터를 수집하는 것을 볼 것입니다.[178] 이 계약에는 화물이 실린 스타쉽을 점대점 비행으로 발사 및 착륙시키는 최종 시연 임무가 포함됩니다.[178]

우주탐사

See caption and article
Artemis 3, Starship HLS, Starship Tanker 변형 및 Orion 우주선을 포함한 달에 인간이 착륙하는 발사 프로필

스타쉽의 달 착륙선인 스타쉽 HLS는 처음에 아르테미스 프로그램의 일환으로 계획된 아르테미스 3 및 아르테미스 4 승무원 임무를 위한 유일한 달 인간 착륙 시스템으로 NASA에 의해 선택되었습니다.[44][179] 착륙선은 낮은 지구 궤도로 발사되어 여러 대의 스타쉽 유조선 우주선에 연료를 주입하게 됩니다.[48]: 4, 5 연료가 공급되면 달 횡단 사출 연소를 수행하여 달 주위의 거의 직선형 후광 궤도에[180] 진입하며 북극 상공에는 1500km의 위험이 발생하고 남극 상공에는 70,000km의 위험이 발생합니다.[180][48]: 4, 5

우주 발사 시스템에 의해 발사된 오리온 우주선은 스타쉽 HLS와 도킹하고 4명의 승무원 중 2명이 착륙선으로 이동할 것입니다.[181][48]: 4, 5 그런 다음 착륙선은 오리온 캡슐을 뒤로하고 달 표면에서 100km 이내로 위험을 줄이기 위해 화상을 입습니다.[181] 달 북극 상공에 위험이 닥치면 엔진을 사용하여 원형의 낮은 달 궤도로 진입할 것입니다. 그런 다음 엔진을 사용하여 동력으로 하강하여 달 남극 근처에 착륙합니다.[48]: 4, 5 승무원이 임무의 표면 부분을 수행한 후 HLS는 승무원과 함께 상승하여 오리온 우주선과 랑데부합니다.[48]: 4, 5 승무원들은 오리온 우주선으로 옮겨 타 지구로 돌아가기 위해 화상을 입었습니다.[48]: 4, 5

스타쉽의 계획된 낮은 발사 비용이 우주 과학 비용에 어떤 영향을 미칠 수 있는지에 대해 의견이 다릅니다. 전 NASA 수석 과학자인 웨일리드 압달라티(Waleed Abdalati)에 따르면, 계획된 낮은 발사 비용은 위성 교체 비용을 절감하고 더 낮은 예산 임무를 위해 발사 비용으로 차지하는 전체 예산의 비율이 더 높기 때문에 예산이 제한된 프로그램에 대한 더 야심찬 임무를 가능하게 할 수 있습니다.[182] Lionnet에 따르면, 낮은 발사 비용은 과학 임무의 전체 비용을 크게 줄이지 않을 수 있습니다: 로제타 우주 탐사선과 필레 착륙선의 임무 비용 17억 달러 중, (소모성 아리아인 5호에 의한) 발사 비용은 10%에 불과합니다.[182] 마찬가지로 주노 임무는 총 11억 3천만 달러의 예산이 있었고 [183]발사 비용은 1억 9천만 달러로 예산의 17%에 불과했습니다.

천문학자들은 LUVORI와 같은 제안된 우주 망원경을 위해 스타쉽의 더 큰 질량과 더 넓은 화물 만을 고려하고 이러한 능력을 활용하기 위해 더 큰 망원경을 개발할 것을 요청했습니다.[185][186] 스타쉽의 9미터 페어 너비는 8미터 너비의 대형 우주 망원경 거울을 한 조각에 담을 수 [185]있어 비용과 지연이 추가된 JWST의 6.5미터 거울과 같은 복잡한 전개의 필요성을 덜어줍니다.[186] 낮은 발사 비용으로 인해 탐사선은 대형 망원경 거울에 베릴륨 대신 유리와 같은 더 무겁고 일반적이며 저렴한 재료를 사용할 수 있습니다.[186][47] 허블 우주 망원경의 거울과 유사한 방법으로 만들어진 5t (11,000 lb) 거울이 있다면, JWST는 태양-지구 L2 지점까지 (급유된) 스타쉽이 전달할 수 있는 질량의 10%만을 나타낼 것이고, 따라서 망원경의 무게를 최소화하는 것은 지배적인 설계 고려 사항이 아니었을 것입니다.[186]

연료를 완전히 채운 스타쉽은 달과 태양-지구 L2 라그랑주 지점까지 100 t (220,000 lb)의 관측소를 발사할 수 있습니다.[186] 연료를 완전히 채운 스타쉽은 해왕성, 목성의 달 이오 또는 대규모 샘플 반환 임무를 수행할 수도 있습니다.[65] 천체물리학자들은 스타쉽이 최대 30미터 길이의 여러 안테나를 배치하여 전파 천문학을 30MHz 미만의 주파수와 10미터 이상의 파장으로 개방할 수 있다고 언급했습니다.[186] 이것은 대기와 인간의 전파 배경 때문에 지구에서는 불가능한 우주의 암흑기를 연구할 수 있는 능력을 줄 것입니다.[186]

공간 식민지화

추가 정보: SpaceX 화성 식민지화 야심

SpaceX에 따르면, 현재 SpaceX는 Starship의 생명 지원 시스템, 방사선 보호, 도킹 시스템 또는 화성을 위한 궤도 내 급유 시스템에 대한 기술 계획이나 설계를 발표하지 않았지만,[187]: 120 Starship은 화성에 승무원을 착륙시킬 수 있도록 설계되었습니다.[188][189] 이 우주선은 지구의 낮은 궤도로 발사되어 화성으로 향하기 전에 궤도에서 연료를 보충하게 됩니다.[190] 사바티에 반응은 화성에 착륙한 뒤 동력 대 가스 발전소에서 스타쉽의 연료인 액체 메탄과 액체 산소를 합성하는 데 사용될 수 있습니다.[191] 이 공장의 원료는 화성의 물과 화성의 이산화탄소가 될 것입니다.[55]지구에서, 비슷한 기술들이 로켓의 탄소 중립 추진제를 만드는 데 사용될 수 있을 것입니다.[192] 지금까지 화성 이산화탄소에서 산소를 추출하는 것을 입증하는 개념 증명 실험(MOXIE)이 한 건 있었는데, 조지 드보르스키는 기즈모도에 글을 올려 우리가 이것을 "실용적인 것으로 바꾸는 것"에 "원격히 가까이 있지 않다"고 언급했습니다.[45]

스페이스X와 머스크는 2050년까지 100만 명을 화성에 보내겠다는 포부로 [47][193]인류의 장기 생존을 보장하기 위해 화성을 식민지화하겠다는 목표를 밝혔습니다.[194] 2022년 3월, 그는 최초의 승무원 화성 착륙이 2029년에 일어날 수 있다고 추정했습니다.[195] 옥스퍼드 대학교의 물리학자인 케빈 올슨은 이 타임라인이 비현실적이라고 비판했는데, 그는 공기, 연료, 물을 생산하기 위해서는 "식민지가 공장이 되어야 한다"며 "우주에서 완전히 폐쇄된 환경을 만드는 것은 근본적으로 불가능하다"고 말했고, 이를 위한 기술은 "멀리 있다"고 말했습니다. 우주 비행과 거주지 건설의 기술보다 훨씬 뒤떨어져 있습니다."[196] 올슨은 또한 머스크의 타임라인 속도를 비판하면서, 화성을 빨리 식민지화하려는 욕구가 "더욱 위험하게 만든다"고 말했습니다. 기즈모도에 기고한 조지 드보르스키는 머스크의 계획을 "순수한 망상"이라고 표현했습니다.[196] 영국 우주론자이자 천체물리학자인 마틴 리스 경은 머스크의 계획을 "위험한 망상"이라고 표현하기도 했습니다.[197] 뉴사우스웨일스 대학의 광산공학 교수인 세르칸 사이담은 현재 우리는 화성 식민지를 건설할 기술이 부족하며 2050년까지 인구 100만 명의 화성 도시를 건설할 능력이 부족할 것이라고 말했습니다.[196]

시설.

추가 정보: SpaceX Starbase 및 SpaceX 시설

시험 및 제조

Various spacecraft constructed inside bays
2023년 3월 스타베이스 건조 현장에서 건조 중인 27번함, 26번함, 부스터 10번 전방 구간

스타베이스는 제조시설과 발사장으로 구성되어 있으며,[198] 텍사스 보카치카에 위치하고 있습니다. 두 시설 모두 24시간 운영됩니다.[21] 최대 450명의 정규직 직원이 현장에 있을 수 있습니다.[27]: 28 이 부지는 2개의 발사장, 1개의 페이로드 처리 시설, 1개의 7에이커 규모의 태양광 발전소 및 기타 시설로 구성될 계획입니다.[27]: 34–36 2022년 4월 현재 미 육군 공병대는 정보 부족을 이유로 확장 계획의 허가를 철회했습니다.[199] 이 회사는 텍사스 대학교 리오 그란데 밸리가 소유한 STARGATE 연구 시설을 위해 스타베이스의 토지를 임대합니다. 일부를 스타쉽 개발에 사용합니다.[200]

랩터 엔진은 텍사스 맥그리거에 있는 로켓 개발 시설에서 테스트됩니다. 이 시설에는 두 가지 주요 테스트 스탠드가 있습니다: 두 엔진 유형 모두를 위한 수평 스탠드와 해수면 최적화 로켓 엔진을 위한 수직 스탠드입니다.[201] 다른 테스트 스탠드는 스타쉽의 반응 제어 추진기와 팔콘의 멀린 엔진을 점검하는 데 사용됩니다.[201] McGregor 시설은 이전에 착륙 가능한 첫 번째 단계인 Grasshopper와 F9R Dev1의 시험 비행을 주최했습니다.[202][201] 앞으로 2021년 9월 현재 건설 중인 인근 공장에서 신세대 해수면 랩터를 제작하고 캘리포니아에 있는 스페이스X 본사에서 랩터 진공을 계속 제작하고 새로운 디자인을 테스트할 예정입니다.[201]

플로리다의 코코아 공장에서는 스타쉽 방열 타일용 실리카를 정제하여 슬러리를 생산한 다음 케이프 커내버럴의 시설로 운송합니다. 과거에 작업자들은 스타베이스의 승무원들과 경쟁하여 스타쉽 Mk2 시제품을 제작했습니다.[42] 또한 플로리다에 있는 케네디 우주 센터는 발사 단지 39A의 스타쉽 발사장, 발사 단지 49의 계획된 발사 단지, 로버츠 로드의 생산 시설 등과 같은 다른 스타쉽 시설을 유치할 계획입니다. 이 생산시설은 팰컨 로켓 부스터의 저장 및 유지보수 시설인 '격납고 X'에서 확장되고 있습니다. 여기에는 30,000m2(320,000평방피트) 건물, 적재함, 통합 타워 섹션 건설을 위한 장소가 포함됩니다.[203]

발사장

2021년 8월 스타베이스 발사장에서 진행 중인 스타쉽용 궤도 발사대

스타베이스는 Pad A와 Pad B라는 이름의 두 개의 발사 장소를 개최할 계획입니다.[27]: 34 스타베이스의 발사장에는 탱크 농장, 궤도 발사대, 통합 타워와 같은 대규모 시설이 있습니다.[27] 발사장에는 메탄, 산소, 질소, 헬륨, 유압 유체 [27]: 161 등이 담긴 탱크와 액체 질소를 이용한 냉각 추진제 농장 인근의 과냉각기, 대형 시설에는 각종 배관이 설치되어 있습니다.[28] 각 탱크 농장은 8개의 탱크로 구성되어 있으며, 이는 하나의 궤도 발사를 지원하기에 충분합니다.[28] 현재 Pad A의 발사 마운트에는 물 소리 억제 시스템, 부스터를 고정하는 클램프 20개, 슈퍼 헤비 부스터가 이륙하기 전에 액체 연료와 전기를 공급하는 퀵 디스커넥트 마운트가 있습니다.[28]

통합 타워 또는 발사 타워는 강철 트러스 섹션, 상단의 피뢰침 [204]및 부스터를 들어올리고, 잡고, 회수할 수 있는 한 쌍의 기계식 암으로 구성됩니다.[28] 착륙 다리로 착륙하는 대신 팔로 부스터를 잡기로 한 것은 비행을 가능하게 하고 로켓의 질량과 부품 수를 줄이기 위해 결정되었습니다.[37]: 2 기계식 암은 마차에 부착되어 타워 상단의 풀리로 제어됩니다.[28] 풀리는 케이블을 사용하여 타워 바닥의 윈치 및 스풀에 연결됩니다.[28] 윈치와 캐리지를 사용하면 캐리지 측면에 부착된 베어링에서 지지를 받아 기계 암이 수직으로 움직일 수 있습니다.[28] 선형 유압 액추에이터는 암을 수평으로 이동시킵니다. 트랙은 부스터 또는 우주선을 배치하는 데 사용되는 암 위에 장착됩니다.[28] 이 타워에는 스타쉽 우주선까지 연장되고 수축되는 퀵 디스커넥트 암이 장착되어 있으며, 그 기능은 부스터에 동력을 공급하는 퀵 디스커넥트 마운트와 유사합니다.[28]

이 [205]회사는 2021년부터 플로리다 케이프 커내버럴에 두 번째 스타쉽 발사대를 건설하고 있으며,[203] 현재 크루 드래곤 캡슐을 국제 우주 정거장으로 발사하는 데 사용되고 있습니다.[205] SpaceX는 39A 북쪽에 Launch Complex 49라는 이름의 별도의 패드를 만들 계획입니다.[203] 이 회사는 발사 단지 39A의 크루 드래곤 발사 때문에 스타쉽 폭발 가능성에 대비하여 패드를 강화하는 방법을 연구하고 있으며 케이프 커내버럴 우주 발사 단지 40을 개조할 것을 제안했습니다.[205] 플로리다 발사장의 타워와 기계 팔은 스타베이스의 타워와 비슷해야 하며, 보카치카에서의 경험을 통해 개선되었습니다.[203]

포보스와 데이모스는 두 개의 스타쉽 해상 발사 플랫폼의 이름이었습니다.[206] 거의 동일한 두 개의 석유 플랫폼인 Valaris 8501과 Valaris 8500은 2020년 6월 Valaris Limited에서 구입했습니다.[207] SpaceX의 추가 분석에 따르면 해상 플랫폼은 Starship 출시에 적합하지 않으며 2023년 초에 판매되었습니다.[208][208]

스타쉽 개발에 대한 대응

추가 정보: SpaceX Starbase § 영향

NASA 감사관실은 SpaceX의 철학은 위험을 줄이고 비행 데이터를 획득하기 위해 하드웨어 흐름을 제공하는 신속한 사내 제조 능력에 의해 가능한 한 빨리 차량을 광범위하게 테스트하고 비행하는 것이라고 언급했습니다.[48]: 14

SpaceX와 경쟁하고 회사와의 기술적 격차를 줄이기 위해 중국항공우주과학기술공사와 중국의 다른 항공우주산업 관계자들은 스타쉽과 동등한 것인 3월 9일의 초중량 리프트 로켓을 개발해 왔으며,[209] 이 로켓 또한 결국 완전히 재사용할 수 있도록 설계되었다고 합니다.[210] 2021년 중국 발사체 기술 아카데미(CALT)는 외관과 기능에서 스타쉽과 "놀랍게" 유사한 것으로 알려진 로켓의 렌더링 비디오를 보여주었습니다.[211] 국제우주연맹과 중국우주학회가 주관한 2022년 행사에서 CALT는 LOX-메탄 추진체로 구동되는 유인 발사체에 대한 연구를 스타쉽과 매우 유사한 두 번째 단계로 전달했습니다.[212]

스페이스 뉴스는 중국 스타트업 스페이스 에포크와 엔진 제조업체 지우저우 윈젠이 랩터와 비슷한 메탄-LOX 엔진과 스테인리스 탱크, 반복 설계를 갖춘 더 작은 스타쉽급 로켓을 개발하고 있다고 언급했습니다.[213] 스타쉽의 재사용성과 스테인리스 스틸 구조는 미래에 뉴 글렌의 소모성 상부 단계를 대체하기 위한 블루 오리진의 뉴 글렌 슈퍼 헤비 리프트 발사체의 재사용 가능한 상부 단계인 프로젝트 자비스에 영감을 주었을 수도 있습니다.[214]

2021년, 하원의원들은 SN8의 폭발 이후 스페이스X의 발사 허가 위반에 대한 FAA의 대응에 대해 우려를 표명하며 FAA에 "발사 안전 의사 결정에 대한 부당한 영향력에 저항하라"고 요구했습니다.[101] 2023년 스타쉽의 두 번째 궤도 시험 비행이 실패한 후, 정부 책임 사무소(GAO)는 FAA에 "부조리 조사 과정을 개선하라"는 권고를 내렸고, 역사적으로 발사 운영자가 FAA의 감독 하에 자체 조사를 수행할 수 있도록 항상 허용했다는 사실을 발견했습니다.[215] 그들은 사업자 주도 조사의 효과에 대한 독립적인 검토를 수행하고 FAA가 언제 사업자 대신 조사를 직접 관리할 것인지를 결정하는 구체적인 기준을 설정할 것을 제안했고 FAA는 이에 동의했습니다.[215]

2023년, 스타쉽의 두 번째 궤도 시험 비행에 앞서 스페이스X의 부사장이자 전 NASA 엔지니어인 빌 게르스텐마이어는 미국 상원에서 "중국과 같은 국가 행위자들의 전략적 경쟁"에 비추어 혁신의 중요성에 대해 언급했습니다.[216][217][218] 그는 스페이스X가 미국 우주비행사들을 중국보다 먼저 달에 착륙시키기 위해 스타쉽을 사용하는 계약을 NASA와 체결했으며,[219][216] 스타쉽 시험 비행 캠페인은 공공 안전과 무관한 "규제 역풍과 불필요한 관료주의"에 의해 지연되고 있다고 말했습니다.[217][220] 테드 크루즈 상원의원은 두 번째 스타쉽 발사가 "AST, 어류 및 야생동물 및 기타 기관의 관료주의적 규제로 인해 수개월 동안 지연된 후" "아소닌 지연"을 초래했다고 말했습니다. 켈빈 콜먼 FAA 부행정관은 크루즈 상원의원이 언급한 환경 검토는 "NEPA와 관련 환경법 준수를 보장하기 위해 필요한 것"이라며 미국 법에 따라 진행되고 있다고 말했습니다.[221] 몇몇 환경 단체들은 동의하지 않는데, FAA와 스페이스X를 상대로 한 소송은 머스크의 정치적, 재정적 영향력 때문에 환경 검토가 우회되었다고 주장합니다.

메모들

  1. ^ 총 질량은 추진제 질량(1,200톤)과 대략적인 빈 질량(100톤)의 합입니다.
  2. ^ 초중량 건조 질량: 200 t (440,000 lb), 스타쉽 건조 질량: 100 t (220,000 lb), 초중량 추진제 질량: 3,400 t (7,500,000 lb),[3] 스타쉽 추진제 질량: 1,200 t (2,600,000 lb).[14] 이 질량의 총합은 약 5,000 t (11,000,000 lb)입니다.
  3. ^ 3,400t(7,500,000lb)[3]의 78%는 2,650t(5,840,000lb)의 액체 산소입니다.
  4. ^ 우주선의 델타-v 예산 증가와 동일한 의미

참고 항목

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외부 링크

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