일론 머스크의 스타십 시험비행 성공 기준: “발사대를 폭파하지 말라”

일론 머스크의 스타십 시험비행 성공 기준: “발사대를 폭파하지 말라”

타임 스탬프 : 19 년 2023 월 4 일 오후 12:XNUMX
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17월 XNUMX일 월요일 첫 번째 발사 시도 동안 완전히 연료를 공급받은 SpaceX의 Starship 및 Super Heavy 부스터. 신용: SpaceX

SpaceX의 설립자이자 CEO인 Elon Musk는 이번 주에 거대한 Super Heavy 부스터와 Starship 로켓의 첫 시험 비행으로 향하는 낮은 기대치를 설정하기 위해 최선을 다했습니다.

Musk는 일요일 밤 Twitter Spaces에서 가입자들과의 회의에서 “발사 마운트 자체가 파괴되지 않는 모든 것을 승리로 간주할 것입니다.”라고 말했습니다.

텍사스에서 스타십 로켓의 첫 번째 본격적인 시험 비행을 시작하려는 SpaceX의 첫 번째 시도는 17월 XNUMX일 발사체의 첫 번째 단계를 위한 가압 시스템의 동결 밸브로 인해 중단되었습니다.

SpaceX 발사 팀은 월요일 약 10만 파운드의 메탄과 액체 산소 추진제를 거의 400피트(120미터) 높이의 로켓에 완전히 실었습니다. 그러나 밸브 문제가 발생한 후 발사 시도는 사실상 또 다른 카운트다운 드레스 리허설이 되었습니다. 카운트다운은 SpaceX가 시계를 멈추고 로켓의 방대한 추진제 탱크를 비우는 절차를 시작한 T-40초까지 계속되었습니다.

SpaceX 기술자들은 거의 30피트 직경(폭 9미터) 로켓의 다른 부분에 도달하기 위해 이동식 리프트와 붐을 사용하여 슈퍼 헤비 부스터의 바닥 주위에서 지난 며칠 동안 작업했습니다. 지상 팀은 또한 슈퍼 헤비 부스터 바닥에 있는 로켓의 랩터 엔진 33개에 접근할 수 있도록 비계를 설치했습니다.

다음 카운트다운을 준비하기 위해 100대 이상의 탱커 트럭이 Starbase라고 하는 SpaceX 발사 지점에 신선한 액체 질소, 액체 산소 및 메탄을 공급할 것으로 예상되었습니다. 질소는 추진제를 로켓에 주입하기 전에 초저온으로 식히는 데 사용됩니다.

Super Heavy 부스터의 33개 엔진은 풀 스로틀에서 16만 파운드 이상의 추력을 생성하여 Super Heavy 및 Starship 차량을 역사상 가장 강력한 로켓으로 만들며, NASA의 Apollo 프로그램에서 나온 Saturn 5 달 로켓의 약 두 배의 추진력을 제공합니다. Artemis 프로그램을 위한 최신 Space Launch System 달 로켓.

Musk에 따르면 시험 비행이 90분의 전체 기간에 도달하기 전에 문제가 발생할 가능성이 높습니다.

머스크는 일요일 "기대치를 낮게 설정하고 싶다"고 말했다. “문제가 발생하기 전에 발사대에서 충분히 멀리 떨어져 있으면 성공이라고 생각합니다. 발사대를 폭파하지 마십시오.”

Super Heavy는 또한 1만 파운드의 추력을 가진 30개의 엔진을 가진 소련의 N10 발사체의 추력을 능가할 것입니다. 그러나 N1은 1969년에서 1972년 사이에 XNUMX번의 시험 비행에서 우주에 도달하지 못했습니다.

머스크는 “스타쉽과 가장 가까운 러시아 N1 로켓은 일련의 실패를 겪었고 결코 궤도에 도달하지 못했다는 점을 명심할 가치가 있다”고 말했다. "그리고 그때는 소련이 "A" 팀과 함께 최고의 로켓 능력에 도달했을 때였습니다. 최대 스틱, 최대 당근, 즉 성공하면 소련의 영웅이 되고 그렇지 않으면 수용소로 보내질 것입니다. . 최대 동기 부여, A-plus 팀, 그리고 그들은 여전히 ​​실패했습니다. 관점을 유지하는 것이 가치가 있습니다.”

SpaceX의 거대한 스테인리스 스틸 발사체는 멕시코 국경에서 북쪽으로 불과 몇 마일 떨어진 남부 텍사스의 해안 습지대와 덤불 위에 우뚝 솟아 있습니다. 슈퍼 헤비 부스터에는 격자 지느러미와 차임 또는 작은 공기역학적 돌출부가 있어 로켓이 지구로 하강하는 동안 회수 및 재사용을 돕습니다.

멕시코만에서 슈퍼 헤비 부스터의 제어된 수상 착륙은 다가오는 시험 비행의 목표이며, 이제 오전 62시 8분 CDT(오전 28시 9분 EDT, 28년 1328년 UTC) 목요일.

SpaceX의 슈퍼 헤비 부스터에 탑재된 33개의 랩터 엔진 모습. 신용: 스페이스X

슈퍼 헤비 위에는 대기권을 통해 재진입하는 뜨거운 온도로부터 로켓의 금속 구조를 보호하기 위해 회전식 핀과 열 차폐 타일이 있는 스타십 차량 자체가 있습니다.

이 새로운 로켓의 첫 번째 통합 시험 비행을 위해 Starship은 우주에 배치할 운용 페이로드가 없는 프로토타입에 불과합니다. 사실, 모든 것이 계획대로 진행되더라도 Starship은 궤도 속도에 도달하지 못하고 대신 지구를 거의 한 바퀴 도는 후 하와이 북쪽의 태평양에 다시 진입하여 충돌할 것입니다.

SpaceX는 결국 Starship 로켓의 두 단계를 복구하고 재사용하기를 원합니다. 이 회사는 텍사스와 플로리다에서 운영 중이거나 건설 중인 발사 시설을 통해 이 거대한 로켓을 매일 발사할 야망을 가지고 있습니다.

SpaceX의 자체 Starlink 인터넷 네트워크용 위성과 같은 상업용 위성은 Starship에서 비행할 첫 번째 페이로드 중 하나가 될 수 있습니다. NASA는 또한 Artemis 달 프로그램을 위한 인간 등급 착륙선으로 Starship 로켓의 파생물을 개발하기 위해 SpaceX와 계약을 맺었습니다. 이를 위해서는 SpaceX가 궤도 내 연료 보급을 위해 새롭고 시도되지 않은 기술을 테스트해야 합니다.

SpaceX는 우주선을 우주로 발사하려는 첫 번째 시도는 무엇보다도 학습 연습이라고 말합니다. SpaceX는 이번 주 시험 비행에서 Starbase 발사대가 크게 손상되지 않았다고 가정하고 향후 몇 달 동안 더 많은 시험 발사를 위해 텍사스에서 새로운 슈퍼 헤비 부스터와 우주선을 조립하는 마지막 단계에 있습니다.

머스크는 "우리가 궤도에 도달하기 전에 여기에서 캔을 몇 번 차고 궤도에 도달한 다음 부스터를 다시 가져와 착륙해야 합니다."라고 말했습니다. “우리는 배를 다시 가져와 착륙시켜야 합니다. 그리고 재사용이 빨라지려면 이 거대한 짐승을 운반하는 것이 극도로 어렵기 때문에 이륙한 곳에 착륙해야 합니다.”

Musk는 SpaceX가 Super Heavy 및 Starship 로켓을 복구 가능하고 2020~XNUMX년 내에 빠르게 재사용할 수 있다고 생각한다고 말했습니다. Falcon과 Dragon은 XNUMX년대 후반까지 서비스 발사 승무원으로 남아 우주 정거장에 화물을 실을 것으로 예상되지만 회사는 결국 Falcon 로켓 제품군과 Dragon 우주선을 Super Heavy와 Starship에 유리하게 폐기하기를 원합니다.

머스크는 월요일 "이것은 정말 많은 비행이 필요한 매우 긴 여정의 일종의 첫 번째 단계"라고 말했습니다. “Falcon 9, Falcon 1의 역사와 재사용 시도를 추적한 사람들의 경우 실제로 스테이지를 복구하기까지 거의 20번의 시도가 있었을 것입니다. 그런 다음 전체 로켓을 재건할 필요가 없는 의미 있는 재사용성을 갖추기까지 더 많은 비행이 필요했습니다.”

거의 500피트 높이의 발사대 타워를 통과한 후 슈퍼 헤비와 스타십은 스타베이스에서 동쪽으로 멕시코 만을 가로지르는 궤적을 조종할 것입니다. 로켓은 XNUMX분 이내에 음속과 최대 공기역학적 압력을 능가할 것이며, 이때 Starship은 우주로 올라가는 가장 가혹한 구조적 하중을 견뎌야 합니다.

Musk는 SpaceX가 최초의 비행 판독 슈퍼 헤비 부스터인 Booster 7을 개조하여 주변 엔진의 고장으로부터 엔진을 보호한다고 말했습니다.

머스크는 “33개의 엔진이 있고 그 중 하나라도 잘못되면 수류탄 상자, 정말 큰 수류탄을 가지고 있는 것과 같기 때문에 이것은 매우 중요하다”고 말했다.

머스크는 "부스터 7의 바닥에 있는 폭발 차폐와 열 차폐는 우리가 가지고 있던 초기 차폐가 너무 약하다는 것을 깨달았기 때문에"라고 말했습니다. "우리는 Booster 7을 여러 번 분해했다가 다시 조립했습니다. 그것은 장인의 로켓입니다... 그래서 우리는 이륙하고 Booster 9(다음 비행에 적합한 슈퍼 헤비 부스터)로 이동하기를 원합니다."

슈퍼 헤비 부스터의 33개 엔진은 비행 시작 후 거의 XNUMX분 동안 꺼지므로 부스터 단계가 스타쉽 상단 단계에서 떨어질 수 있습니다. 그런 다음 Starship 차량의 Raptor 엔진이 점화되어 공기가 없는 우주 공간에서 처음으로 발사되어 궤도 속도에 가까운 속도로 가속하기 위해 계획된 XNUMX분 XNUMX초 연소를 시작합니다.

우주선의 궤도는 타원형이거나 모양이 길쭉할 것으로 예상되며, 지구에서 거의 150km(250마일) 위에 높은 지점 또는 정점이 있고 지구 대기 내부의 고도에 낮은 지점 또는 근지점이 있습니다.

이륙한 지 약 33분 후에 스타십 차량에서 분리된 후 슈퍼 헤비 부스터는 XNUMX개의 엔진 중 일부를 재점화하여 "부스트 백" 연소를 위해 하강 속도를 취소합니다. 멕시코만을 향해 낙하하는 로켓은 바다에 도달하기 직전에 다시 엔진의 일부에 불을 붙이도록 프로그래밍되어 제어된 스플래쉬다운을 위해 속도를 늦춥니다.

Starship 차량의 두 단계 모두 가열된 산소와 메탄이 가스 상태의 추진제 탱크로 다시 보내져 압력을 공급하는 자동 가압 시스템을 사용하여 액체 산화제와 연료가 Raptor 엔진으로 원활하게 흐르도록 합니다. Musk는 일요일 밤 Starship 설계의 한 가지 과제는 가압 가스가 탱크에서 액화될 만큼 충분히 차가워지지 않도록 하는 것이라고 말했습니다.

우주선은 전 세계를 돌며 플로리다 해협, 대서양, 아프리카, 인도양, 인도네시아, 태평양을 비행한 후 하와이 북쪽 대기권으로 맹렬히 재진입합니다. SpaceX는 우주선의 재진입 중에 데이터를 수집하기를 희망하지만 Starship 차량은 추진 착륙 기동을 수행하지 않으므로 온전한 상태로 복구되지 않습니다.

Starship 발사체의 두 단계는 완전히 재사용할 수 있도록 설계되어 SpaceX의 부분적으로 재사용 가능한 Falcon 9 및 Falcon Heavy 로켓에서 한 걸음 더 나아가 각 비행마다 새로운 상부 단계가 필요합니다.

슈퍼 헤비 부스터를 회수하기 위한 SpaceX의 개념은 발사대에서 관절식 "젓가락" 팔로 부스터를 잡는 것과 관련이 있습니다. Starship은 또한 엔진을 사용하여 대기를 통해 돌아와 지구에 다시 착륙하거나 달이나 화성과 같은 다른 행성체의 표면에 도달합니다. 그러나 첫 번째 우주선 궤도 시험 비행에는 복구 및 재사용 시도가 포함되지 않습니다.

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