스페이스X 에대해 알아보자

2002년 5월 6일 일론 머스크가 설립한 미국의 민간 우주기업. 인류 역사상 NASA, 로스코스모스, 중국 국가항천국과 함께 우주에 발사체를 발사해 다시 회수한 4곳의 집단 중 한 곳이다. 이것만으로도 얼마나 대단한 곳인지 알 수 있다

 

ISS 보급 및 상용 인공위성 발사를 주 업무로 하며, 차후 화성 유인 탐사 및 정착을 목표로 하고 있다. 대외적으로는 스페이스X(SpaceX)라는 명칭으로 널리 알려져 있으나, 공식적인 기업명은 'Space Exploration Technologies Corporation'[3]이다.

정부 기관의 담당이던 우주항공산업을 민간 벤처기업이 하면 어떨까?'하는 일론 머스크의 발상에서 시작되었다. 재사용 로켓을 개발하여 로켓 발사비용을 기존의 10분의 1 수준으로 줄이겠다는 것이 주된 기술 개발 방향.[4][5] 우주 정거장 보급 프로젝트에 선정되어 대규모 투자를 받아 현재에 이르고 있다.

민간 우주기업은 머스크만 생각한 것도 아니고 스페이스X가 처음인 것도 아니다. 머스크가 대학 다니던 시절부터도 우주탐사를 담당하는 기업이라는 아이디어는 정부기관이나 군에서 퇴직한 엔지니어들의 창업 아이템으로써 많이 손때가 묻은 아이디어였고, 그때부터 지금까지도 민간 우주기업은 계속해서 설립이 추진되거나 인수, 합병을 거치고 있지만, 절대다수는 아이디어만 멋있는 흔한 벤처기업에 지나지 않아 장기적으로는 내려가기 일쑤였다. 하지만 보잉, 록히드 마틴, 노스롭 그루먼[6], 그리고 ULA로 대표되는 오랜 역사의 군수산업체에서 기원한 거대 경쟁사들과 대등하거나 오히려 압도하기까지 하는 강렬한 성공신화를 쓴 기업은 스페이스X 외엔 없다는 점을 생각하자. 물론 이게 꼭 스페이스X가 우월한 기술력을 쌓아서만 성공한 것은 아니다. 시장의 알파요 오메가라 할 수 있는 NASA가 우주 민영화를 중시한다는 점을 깨닫고 자신들의 역량을 총동원, NASA와 높으신 분들의 지지를 이끌어낸 것뿐만 아니라 NASA의 은혜를 입은 것 또한 크다. 하지만 현실적으로 보면 민간 우주개발 시장에서 NASA의 지원 없이 독자적으로 성공한다는 건 하늘의 별 따기 수준이니 이는 당연한 사실이다. 예로부터 훨씬 오래된 훨씬 많은 로켓과 우주선의 청사진이 넘쳐났지만[7] 이들을 물리치고 NASA의 간택을 받은 경쟁력 자체가 스페이스X의 역량이라 할 수 있을 것이다.

하지만 그만큼 우주 산업 쪽에서는 근무환경이 나쁜 회사로 악명이 높은데, 어느 정도는 사실이고 어느 정도는 걸러 들을 필요가 있다. 자주 나오는 이야기가 야근이 일상적이고 월급은 상대적으로 적다는 것인데, 여러 증언을 모아보면 정확히는 우주 산업 기준으로 월급이 적고 야근이 거의 생활화된 데에 비해 야근 수당은 잘 지급되지 않는다는 쪽으로 이야기가 모인다. 결국 수익이 이제서야 막 나기 시작한 스타트업의 본질적인 문제인데, 창업자가 세워놓은 목표치는 높고, 개발 일정은 비현실적이고, 빨리 개발을 끝내고 수익을 내기 위해 사람은 최대한 많이 끌어 모아야 하니, 창업자의 스타성과 기업의 비전으로 약을 팔아 업계 표준 이하의 근무조건과 높은 퇴사율을 극복하는 것이다. 그러나 이는 어디까지나 나사, 록히드마틴, 보잉같은 초대형 집단들만 즐비한 우주 산업 기준이라는 점을 기억하자. 여전히 공학 계열 직업들 중에서는 평균 이상의 페이가 나오기 때문에 월급이 그렇게 적은 건 아니라는 의견도 꽤 있고, 무엇보다 경쟁사 대비 아주 과격한 발전을 이루어내고 있기 때문에, 안락한 생활보다는 업적을 더 중요시하거나 경력을 쌓아 다른 회사의 고위직으로 이직하려는 항공우주 전공자들이 계속해서 모이고 있다. 게다가 스페이스X의 역량을 생각해보면 월급이 조금 적은 것이 그렇게 손해는 아닐 수도 있다. 그리고 한국인들은 잘 생각못하는 것이, 적은 월급을 "미래수익공유계약", 즉 스톡옵션으로 해결하는 미국 스타트업 특성상, 월급은 적을지 절대 대우가 나쁘다고 볼 수 없다. 나중에 회사가 커지면 수십배에서 수백배 뻥튀기가 가능한데 스페이스X 정도면 허접한 스타트업도 아니고 이미 여러번의 성공을 이룬 엘론 머스크가 이끄는 곳이라 성공 가능성이 매우 높다. (사실 이미 성공해있다)

이러니저러니 해도 2010년대 기준 세계에서 가장 흥하는, 그리고 세계의 흐름을 바꿔나가고 있는 민간 우주기업이라 할 수 있다. 팰컨 9이 성공적으로 데뷔한 이후 세계 여러 나라의 차세대 상용 발사체 상당수가 재활용 기술 도입을 검토하거나 실제 포함하여 개발되고 있다. 아리안 6, 벌칸 등은 말할 것도 없고, 심지어 중국과 러시아제 로켓과 우주선들마저도 재활용 기술을 적극 연구하고 있다. 그리고 이렇게 경쟁자들의 모방이 잇따르는데도 2019년을 기준으로 우주에 화물을 발사하고 1단 로켓을 회수, 재사용할 수 있는 항공우주조직이 아직도 스페이스X 하나뿐이라는 점 또한 무시할 수 없을 것이다..

 

역사

2002년 5월 6일 일론 머스크에 의해 설립되었다.
2006년 8월 18일에는 NASA와 ISS로의 화물 운송 계약, COTS(Commercial Orbital Transportation Services, 상용 궤도 운송 서비스)를 체결해 28억 달러의 지원금을 받았다.
2010년 12월 8일에 Dragon이 재진입 후 회수까지 성공하면서 발사부터 귀환까지 모든 기술을 갖춘 최초의 민간기업으로 자리잡았다.
2012년에는 세계 최초의 상용 우주선 발사로 ISS에 드래곤을 도킹시켰다.
2015년 1월 위성 제작 위성 네트워크망 사업에 진출할 것이라고 발표하였고, 2020년에 시작할 것이라고 한다.
2015년 12월 팰컨 9 로켓으로 위성을 궤도진입시킨 뒤 추진체 로켓을 그대로 회수하는 데 인류 역사상 최초로 성공하였다.

 

2016년 4월 팰컨 9 로켓의 해상 회수에 인류 역사상 최초로 성공하였다.
2016년 4월 말 미국 공군으로부터 8천 270만 달러 상당의 GPS 발사계약을 따냈다. 거대하지만 폐쇄적이던 국방부 계약 시장의 문을 연건 사업상으로 큰 의미가 있는 승리.[10]
2016년 7월 28일, 유튜브를 통해 2016년 5월 일본의 통신위성 JCSAT-14의 발사에 사용 후 착륙한 팰콘9의 1단 부스터 시험 영상을 공개했다.

 

2016년 9월 1일에 플로리다 주 케이프커내버럴 공군기지에서 엔진가동 시험 중이던 팔콘9 로켓이 폭발해 로켓과 적재하고 있던 페이스북의 통신 위성이 소실되고 발사 시설이 손상을 입었다.[11]
위의 폭발 사건 이후 2016년에는 새로운 임무를 수행하지 못했으며 예정되어있던 프로젝트도 전부 연기되었다. 2017년에 Dragon V2를 시험 발사할 계획이었지만, 2018년 2분기로 미뤄졌고# 팰컨 헤비 로켓의 첫 발사도 2016년 12월에서 2017년 1월로 연기됐다가 그마저도 불투명한 상황.
2017년 1월 14일에 폭발사고 이후 첫 위성 발사 임무를 성공적으로 수행했다.
2017년 2월 20일에 (19일 불발 사고를 수습하고) 발사, 설치, 복구 임무를 성공적으로 수행했다.
2017년 3월 30일에 1년 전 ISS보급 미션을 위해 발사됐다 대서양에서 회수된 1단 로켓을 재사용해 인공위성을 정지궤도에 올려놓는 새로운 미션을 수행하는 데 성공했다.
2017년 8월 23일에 일론 머스크가 SpaceX의 우주복을 인스타그램에 공개했다. 기존 우주복과 비교했을 때 말도 안 되게 멋지게 생겼는데[12], 이미 진공 상태에서 시험하여 통과한 진짜 우주복이라고 한다!
2017년 10월 9일 Iridium 위성을 탑재한 팰컨9 로켓을 발사해 성공시켰다. 이로써 당해 14번째로 로켓 발사를 성공했다. #
2017년 10월 30일 KTSAT에서 개발한 2톤 짜리 한국 통신 위성 무궁화위성 5A가 3:34 p.m.(EDT 미 동부시간, 한국시간 31일 새벽 4시 34분)시간 발사되었다. 여기에서 확인할 수 있다.
드디어 2018년 2월 6일 팰컨헤비의 시험발사가 이루어졌다. 사이드 부스터 착륙 성공, 코어부스터 착륙 실패, 페이로드인 테슬라 로드스터는 성공적으로 소행성대를 향해 나아갔다.
2018년 2월 22일, 페어링 회수에 성공하였다. [13]
2018년 5월 12일, 팰컨 9의 최종 업그레이드 버전인 블록5의 첫 발사가 이루어졌다.
2018년 8월 7일, 팰컨 9 블록5의 첫 재발사가 이루어졌고, 1단 로켓 회수에도 성공하였다.
2018년 9월 17일, 온라인 쇼핑몰 조조타운의 설립자인 마에자와 유사쿠가 민간인 최초로 달 여행에 나선다고 발표했다. 자세한 내용은 아래의 #dearmoonn 문단 참고. 또한 BFR에 대한 업데이트도 같이 되었다.
2018년 12월 4일, 팰컨 9 블록 5의 세번째 재발사가 이루어졌고 1단 로켓 회수 역시 성공하였다. 사상 최초의 로켓 3번째 재발사이다. 17개국의 소형 위성 64기를 궤도에 올리는 임무였는데 여기에는 한국이 개발한 차세대소형위성 1호도 포함되어 있다.
2019년 2월 4일, 차세대 엔진 "랩터"의 첫 실제 크기 연소시험[14] 성공에 이어 2월 7일, 요구 성능에 도달하는데에 성공하였다.
2019년 3월 2일, 상업용 승무원 및 물품 수송기 드래곤 2의 실험 발사를 성공하였다.
2019년 6월 25일, STP-2 미션에서 팰컨헤비의 페어링을 최초로 잡는데에 성공하였다. 잡는데에 쓰인 배의 이름은 Ms. Tree이다.
2019년 7월 26일, 스타십 호퍼가 처음으로 호핑에 성공하였다. 높이는 약 20m로, 착륙 후 주변 풀숲이 불탔다.
2019년 11월 12일, 팰컨 9 블록 5로 첫 실용형 스타링크 위성 60대를 발사하였다. 이는 세계 최초의 동일 로켓의 4회차 발사 및 페어링 재사용 사례이다.
2020년 5월 31일, 민간 기업 최초로 우주 비행사를 태운 유인 캡슐 "크루 드래곤"을 팰컨9 로켓을 통해 성공적으로 발사했다.

팰컨1

팰컨 시리즈의 가장 초기모델로, 1단에 멀린-1C엔진을 사용하며 2단에는 케스트렐 엔진을 사용한 로켓으로 670kg 내외의 소형탑재물을 지구 저궤도에, 태양동기궤도에 430kg을 올릴 수 있다. 총 5번의 발사 중 3번 실패하고 2번을 성공했다. 발사 시험에서는 180kg의 탑재체를 탑재하였다. 총 추력은 1단 75톤, 2단 3.1톤급으로 78.1톤이다. 더불어 세계 최초의 민간(국가단체가 아닌) 개발 우주로켓이다

 

팰컨9

2015년 6월 28일 오후 11시(KMT), CRS-7의 발사 도중(점화 후 2분 32초) 폭발하는 사고가 있었다. 영상[15]

2015년 12월 21일, 사고 이후 기존의 v1.1에서 v1.1 Full Thrust(완전 추진기)로 대폭 개량한 20번째 발사체가 역사상 최초로 화물을 궤도에 올리고 임무를 마친 뒤 지상에 착륙하여 로켓을 그대로 회수하는 기록을 세웠다.

이후 2017년부터는 특별한 사고나 문제 발생 없이, 매달 최소 1~2회씩 미친듯한 속도로 계속 로켓을 쏘아올리고 있다. 머스크와의 인터뷰에 따르면 로켓 발사 횟수 및 빈도는 앞으로도 계속 늘려 나갈 것이라고... 이 속도대로라면 수년 후에는 로켓 발사가 일상화될지도 모른다.

실제로 2018년 발사에 성공한 최종 업그레이드 버전인 블록5는 간단한 정비만 거치고 바로 발사될 수 있도록 설계되었다..

드래곤1

NASA에서 주관하는 민간 궤도수송 프로그램(COTS)을 담당하는 화물 우주선으로 2012년 5월 22일에 국제우주정거장에 도킹한 최초의 민간 자본 우주선으로서 발사되었다. CRS가 붙는 미션들을 통해 우주정거장에 물자를 보급중인 단 둘뿐인 민간 우주선 중 하나. 나머지 하나는 오비털에서 개발한 시그너스다.[16][17] 자동 도킹 시스템이 없기 때문에, ISS 도킹시 RCS 등으로 직접 접근해 도킹하는 게 아니라 캐나다 암으로 잡아 끌어다 하모니 모듈에 도킹시키는 게 특징이다. 또한 측면에 18개의 Draco 엔진이 달려있는데, 하나당 0.4kN의 추력을 내며 총 7kN의 추력을 내게 된다. 이 엔진들은 드래곤이 팰컨에서 분리된 후 ISS와의 랑데뷰를 위해 궤도 조정을 할 때에 사용된다.

2010년 12월 COTS-1 미션을 통해 국제우주정거장을 경유하지 않고 지구궤도를 돌아 다시 지구로 귀환하는 과정을 모두 성공하면서 데뷔하였으며 2년 뒤인 2012년 5월 22일 COTS-2 미션을 통해 국제우주정거장에 도착하였다. 그리고 동년 10월 CRS-1 미션으로 정식 보급미션에 투입되기 시작했다.

2012년 데뷔 이래 무사고 경력을 써 나가던 우주선이었지만, 2015년 6월 28일 CRS-7 발사 중 팰컨 9 로켓이 폭발하는 사고가 있었다. 드래곤 캡슐 자체는 폭발을 견디고 분리되었지만 소프트웨어에 낙하산을 피라는 명령은 없어서 낙하산을 안피고 그대로 추락했다. 비슷한 시기 오비털 ATK(현 노스롭 그루먼)의 시그너스 우주선과 러시아의 프로그레스 우주선도 발사 실패를 겪어 ISS 우주비행사들이 물자 부족에 시달렸으며, 상업 승무원 수송 프로그램의 민간 우주선들의 도킹을 위한 도킹 어댑터인 IDA(International Docking Adapter)-1이 소실되어 프로그램 전체의 지연을 유발했다.

미국 동부 표준시 기준으로 2016년 4월 8일 오후 5시에 CRS-8이 화물과 ISS에서 진행할 과학실험자료를 가지고 ISS로 향하는 발사가 성공하였으며 이번 발사에서 그동안 실패한 1단 추진체 바지선 착륙이 드디어 성공했다.

팰컨 9, 팰컨 헤비와 함께 스페이스X의 재활용 능력을 보여주는 제품으로, 2017년 6월 CRS-11 미션에서 CRS-4를 갔다온 C106 드래곤 우주선을 재사용하면서 다회용 우주선의 반열에 올랐으며 이후에도 CRS-12 미션을 제외하고는 모두 기존 드래곤 우주선의 재발사가 이루어졌다. 2019년 7월 발사된 CRS-18은 사상 최초의 같은 드래곤 우주선의 3회차 발사라는 위업을 달성했다.

 

한국 시각으로 2020년 3월 7일 오후 1시경 발사된 CRS-20 미션을 끝으로 드래곤 1은 퇴역할 예정이고, 2020년부터 시작되는 COTS 2기 사업에는 드래곤 2 화물선이 사용될 예정이다

 

아르테미스 계획달 착륙선 

2020년 5월 1일에 NASA가 아르테미스 계획에 사용될 달 착륙선 human landing systems(HLS)의 1차 사업대상자로 지명한 3개 회사 중 하나로 들어갔다. 그런데 그 형상이 스타십에서 날개를 떼기만 한 형상이어서 착륙 다리가 너무 짧아 울퉁불퉁한 지형에서 안정성이 떨어지는데다 승무원 탑승구획이 꼭대기에 있어 우주비행사들이 엘리베이터로 승하선하게 된 디자인이라 비판을 받고 있다..

 

케이프 커내버럴

스페이스X는 현재 케이프 커내버럴 공군기지에서는 SLC-40 발사장을 임대 중이며, 케네디 우주센터에서는 LC-39A 발사장을 임대 중이다.

2010년 팰컨 9 시험 발사 당시부터 사용 중인 SLC-40은 과거 타이탄 로켓을 발사하던 발사장으로 화성 기후 궤도선과 카시니-하위헌스 탐사선을 발사했던 곳이기도 하다. 스페이스X의 동해안 발사 미션의 대부분은 여기서 발사되며, 2016년 말 AMOS-6 미션 전 팰컨 9 폭발로 인해 발사대가 파괴되어 약 1년간의 복구 작업 끝에 2017년 말 CRS-13 미션부터 정상화되었다.

이 쪽의 전설은 아니고 레전드로는 무려 케네디 우주센터의 LC-39A 발사장을 NASA로부터 임대 중이다. 2011년 STS-135 발사 이후 우주왕복선이 모두 퇴역하고, 컨스텔레이션 계획의 유일한 산출물인 아레스 I 로켓이 LC-39B 발사장에서 발사된 전적 때문에 SLS 로켓을 LC-39B에서 발사하기로 한 NASA에서 스페이스X에 팰컨 헤비 발사에 쓰라고 20년 장기 임대 계약을 통해 2014년에 발사장을 넘겨 줬다. 발사장을 인계받은 스페이스X는 과거 우주왕복선 수송 무한궤도차량이 오가던 크롤러 웨이 위에 자체 격납고를 건설하고 우주왕복선 화물 적재장비를 철거한 다음 2017년 CRS-10 미션부터 팰컨 9를 취급하기 시작했다. 2018년 11월경에는 기존의 우주비행사용 보딩 브릿지를 대신해 드래곤 V2 미션에 사용될 신형 보딩브릿지를 장착하였고 2019년에는 타워를 검은색으로 칠하여 리모델링하였다. 2019년 현재는 드래곤 V2 탑재 팰컨 9과 팰컨 헤비만 취급한다. 추후 스타십을 위한 발사대는 보카 치카에 지을 예정이다.

착륙대

반덴버그 공군기지의 SLC-4E 발사장에서 바라본 LZ-4.

대부분의 스페이스X 로켓들은 해상 바지선에 착륙하지만, 지구 저궤도나 태양동기궤도, 혹은 팰컨 헤비 사이드 부스터들은 지상 착륙대에 착륙한다. 우선 케이프 커내버럴의 동해안 착륙대로는 LZ-1, LZ-2가 있으며 이들은 아틀라스 로켓이 발사되었던 LC-13을 철거한 부지에 조성되었다. LZ-1은 2015년 12월 ORBCOMM-2 미션 후 팰컨 9가 착륙한 것을 시작으로 운영 중이며 LZ-2는 팰컨 헤비 사이드 부스터 착륙시에만 사용한다. 2019년 4월 드래곤 V2 폭발사고로 하이드라진 오염을 당한 적이 있으며, 이 때문에 동년 5월까지 착륙대가 폐쇄되었다.

반덴버그 공군기지에서 발사되는 스페이스X 로켓은 지상 착륙을 할 경우 SLC-4W 발사장을 철거한 부지인 LZ-4에 착륙한다. 2016년부터 2018년까지 LZ-4 건설을 진행했으며 2018년 SAOCOM-1A 미션에서 처음으로 서해안 착륙에 성공했다. LZ-4는 SLC-4E에서 얼마 떨어져 있지 않은데, 이는 스페이스X의 24시간 내 동일 로켓 재발사를 위한 큰 그림이라고 한다.

소형위성 공동발사 서비스

2019년 8월 5일 스페이스X 공식 홈페이지에 공개된 서비스다. 반덴버그 공군기지에서는 고도 600 ~ 800km의 태양 동기궤도(SSO)나 극궤도로, 케이프 커내버럴에서는 지구 저궤도(LEO)로 발사되는 팰컨 9 로켓에 소형 위성 어댑터를 달고 위성을 궤도에 올리는 서비스이다. 최근 소형위성 발사시장에서 급부상중인 로켓 랩이나 버진 오빗 등의 경쟁자들을 견제하기 위해서라는 말이 있다.

이전에도 2018년 12월 반덴버그에서 발사된 Spaceflight SSO-A 미션에서 17개국의 소형위성 64기를 발사한 전적이 있지만, 그 때는 Spaceflight 사에서 소형 위성들을 모아 스페이스X에 발사를 의뢰한 것이다. 스페이스X 소형위성 서비스는 이 때와 다르게 제 3자를 거치지 않고 소형위성 사업자가 바로 스페이스X에 돈을 지불하고 위성을 발사할 수 있게 된다.

최대 150kg의 위성을 발사할 수 있으며 가격은 225만 달러에서 600만 달러까지 위성 중량 등의 옵션에 따라 조정가능하다. 소형위성들 가운대 어댑터 꼭대기의 자리는 최대 700kg의 소형위성을 올릴 수 있으며 이 자리는 정격 중량보다 넘어가는 중량만큼 kg당 15,000달러 정도의 추가비용을 내면 사용이 가능하다.

2020년 2월 현재 해당 링크로 들어가면 인공위성의 목표 궤도와 발사 데드라인, 그리고 위성 중량을 입력하여 위성 발사를 주문할 수 있는 창이 생겨 있다.

2020년 3월부터 매달 1회 ~ 3회 정도의 공동발사 일정이 잡혀 있으며 일부는 스타링크 위성이 얹힐 수도 있다고 한다.

그외

스페이스 엑스가 추진하는 민간 재벌에 의한 우주 개발 계획, 발사체의 재활용, 심플한 우주복 형태, 재사용 발사체를 이용한 우주항공기 양산, 그리고 화성 탐사 및 달 탐사 등 2003년 인터넷 사이트에 당시 우주항공연구원인 패트릭 스티넌과 데이비드 호어가 연재한 실용 과학소설 로켓 컴퍼니의 내용과 스페이스엑스와 일치하는 부분이 많아 스페이스 엑스를 이해는 데 참고할 만하다. 머스크 역시 이 책에서 재사용 발사체의 비용 절감 등에 대해 큰 영감을 받았다고 말하기도 하였다. 저자인 스티넌 역시 2018년 한국에 방문했을 때, "로켓을 쏘아올린 뒤 1단 로켓은 다시 회수해 반복 발사하고 2단 로켓은 지구저궤도에서 연료를 보충해 재사용하는 방식인데, 이는 이 소설을 통해 처음 등장한 아이디어였다. 머스크가 혹시 내 소설에서 얻은 게 있다면 ‘연료 보충형 재사용로켓’이 아닐까 생각한다. 그러나 권리를 주장할 생각은 없다."라고 말하기도 하였다. 국내에도 번역본이 출간되어 있다. 기사:일론 머스크가 극찬한 로켓 전문가 패트릭 스티넌 대표, 이 외에 스페이스엑스에 대해 이해를 도울 만한 도서는 많지 않으며 그마저도 국내 번역본이 따로 없다. 그나마 CEO 머스크의 최신판본이 번역 출간되어 있다. 일론 머스크, 미래의 설계자