[우주AtoZ] 머스크와 화성 4탄…스타십은 언제쯤 화성에?

[뉴스스페이스=윤슬 기자] 도대체 화성엔 언제쯤 무엇을 어떻게 타고 갈 수 있을까? 가장 큰 관심사는 사람을 안전하게 화성에 보내는 방법의 문제다. 우주여행은 지구와는 완전히 다른 환경에서 이루어진다. 화성 여행은 1주일이면 왕복할 수 있는 달과는 비교할 수 없을 정도로 긴 시간이 소요된다. 지구에서 화성까지의 거리는 두 행성의 위치에 따라 크게 달라지는데 가장 가까울 때는 대략 5600만Km이다. 태양을 중심으로 서로 반대편에 위치하면 이 거리는 거의 4억Km까지 늘어난다. 가장 효율적인 거리를 선택하더라도, 화성까지 가는 데는 짧게는 6개월에서 길게는 9개월이 걸린다. 이를 3~4개월로 줄이는 것이 머스크의 1차 목표다. 그가 자주 말한 '지구-화성 이전 시기'란 태양과 지구, 화성이 일직선이 되는 때를 의미한다. 우주선의 성능등의 기술적인 문제도 중요하지만 그외 지구와도 다른 환경에서 인간이 생존가능한 안전한 환경을 셋팅하는 것도 숙제다. 시간이 오래 걸리는 만큼 단 한 사람을 태워 보낸다고 해도 우주선은 상당한 공간이 필요하다. 달에 가는 작은 우주선과는 비교 불가다. 완전히 밀폐된 우주 환경에서 오랜 시간을 보내야 할 사람들의 정신적, 육체적 건강까지 모두 담보돼야 한다. 가장 큰 문제는 우주 방사선. 1주일 내외였던 달 탐사에서는 큰 문제가 아니었지만, 기간이 길어지면 얘기가 다르다. ​머스크의 스페이스X는 이런 문제들을 해결하기 위해 100톤 이상의 화물과 50~100명의 승무원을 태우고 화성을 왕복할 수 있는 새로운 대형 우주선 스타십(starship)을 개발 중이다. 스타십은 유인 탐사선과는 차원이 다르다. 이 로켓은 재사용 가능하며, 궤도에서 연료를 보급받아 비용을 절감할 수 있다. 이 프로젝트가 성공해 화성에 사람을 보낼 수 있게 되면 그 후 매년 100척의 스타십을 만들어 10년 후에는 100만명을 이주시킨다는 것이 그의 목표다. 이 프로젝트에 쏟아부은 돈은 무려 약 50억 달러(약 6조5000억원)이 넘는다. 2024년 9월 일론 머스크는 스페이스X가 2년 안에 5대의 무인 우주선 '스타십'을 화성으로 발사할 계획이라고 밝혔다. 엑스를 통해 “이들이 모두 안전하게 착륙한다면 4년 후에는 유인 우주선도 가능하다”며 “만약 문제가 발생하면 유인 탐사는 2년 더 연기될 것”이라고 말했다. 또한 “착륙 성공 여부와 관계없이 스페이스X는 화성으로 가는 우주선의 수를 기하급수적으로 늘릴 것”이라며 “우리는 우주 여행자가 되고 싶은 모든 사람이 화성에 갈 수 있도록 하고 싶다”고 강조했다. 즉 화성행 우주선을 관광상품으로 만들겠다는 계획이다. 스타십 로켓은 길이 50m, 직경 9m로 내부에 150t까지 적재할 수 있도록 만들어졌으며, 이 우주선을 쏘아 올리는 역대 최대 로켓 슈퍼헤비(길이 71ｍ)와 합체하면 발사체의 총길이는 122ｍ에 달해 역대 최장이다. 7590tf의 강력한 추력은 아파트 40층 높이의 거대한 로켓을 쏘아 올린다. 스타십은 승객 100명을 태울 수 있는 크기이다. ​ 스타십의 첫 시험 비행은 2023년 4월 20일 진행되었지만, 이륙 후 로켓 분리에 실패하여 약 4분 만에 공중에서 폭발했다. 2023년 11월 18일 실시된 두 번째 시험 비행에서는 2단 로켓 분리에는 성공했으나, 이륙 10분 만에 다시 한번 폭발하는 아쉬운 결과를 맞았다. 2024년 3월의 세 번째 시험비행에서는 48분여간 비행하며 예정된 궤도에 도달하는 데는 성공했지만, 대기권에 재진입해 하강하는 과정에서 교신이 완전히 끊겨 공중에서 분해된 것으로 추정됐다. 2024년 6월 6일 결국 스페이스X의 우주선 ‘스타십’이 4번 째 시도 끝에 지구궤도 시범비행에 성공했다. 스타십 우주선은 시속 2만6225㎞ 안팎으로 고도 210㎞ 정도에서 20분 넘게 예정된 항로를 비행했다. 발사 40분가량 지난 시점부터는 고도를 낮추며 대기권에 재진입했다. 90여분간의 여정 끝에 스타십은 지구로 귀환해 인도양에 착륙했다. 스타십의 시험비행은 우주비행사가 탑승하거나 화물이 적재되지 않은 무인 비행이다. 미국을 성장시킨 산업은 국방기술과 우주기술이다. 반도체기술은 정확한 센싱과 방대한 데이터처리가 필수인 국방, 우주기술에서 탄생했다. 소재기술도 당연히 우주공간으로 가기 위한 과정에서 탄생했다. 미국정부 차원의 적극적인 지원과 창업가들의 혁신에 의해서 실리콘밸리가 번성하게 되었고 결국 지금도 '매그니피센트 7(엔비디아, 메타, 아마존, MS, 구글, 애플, 테슬라)'이라 불리는 빅테크 7개 기업이 세계 기술 시장을 이끌고 있다. 우주항공 기술은 모든 기술의 집합체이다. 수학, 물리학은 기본이고 엔진기술, 에너지기술, 코팅기술, 통신기술, 컴퓨팅기술이 전부 들어간다. 1960년대에 우주항공기술의 발전을 위해서 반도체기술이 발전하게 된 것과 마찬가지로 2020년대에도 우주항공기술이 모든 기술을 이끄는 종합예술이다. 여기서 일론 머스크가 자주 얘기하는 '화성정복'의 과정에서 '기술 낙수효과'가 발생한다. 가장 어려운 수학문제를 풀다보면, 그 아래급의 문제들은 쉽게 풀리는 것처럼 가장 어려운 목표를 향해서 도전하다보면 결국 과정에서 얻어지는 기술은 그 목표 뿐만 아니라 다양한 곳에 적용될 수 있다. 현재 국내 대기업 중 한화그룹만이 우주항공 분야에 관심을 쏟고 있다. 삼성전자, 현대자동차, SK그룹, LG그룹, 포스코 등의 선진리딩 기업들도 이젠 글로벌을 넘어 우주를 향한 도전을 시작할 때이다.