SpaceX는 텍사스의 Starbase 공장에서 인근 테스트 사이트로 이상하고 적나라한 Starship 프로토타입을 굴렸습니다.
SpaceX는 2022년 10월에 원추형 노즈 섹션을 시작으로 Starship S26을 쌓기 시작했습니다. 2023년 1월 초까지 프로토타입은 쌓여 있었다 최대 50미터(~165피트) 높이로 용접하여 함께 용접합니다. 약 6주간의 준비 작업을 더 거친 후 Ship 26은 Starbase의 High Bay 조립 시설을 떠나 이전에 준 궤도 Starship 테스트 비행에 사용되었던 두 개의 스탠드 중 하나로 운송되었습니다.
SpaceX는 2월 12일 아침 Suborbital Pad A로 Ship 26을 들어 올렸습니다. 왼쪽으로 불과 몇 백 피트 떨어진 곳에 Starship 프로토타입 S25가 Raptor 엔진 테스트 캠페인의 시작을 기다리는 동안 Suborbital Pad B에서 지켜보고 있었습니다. Ship 26은 Ship 25보다 4개월 더 젊고 Raptor를 설치하지 않고 출시되었습니다. 몇 가지 간단한 테스트를 통과해야 하기 때문입니다. 그것은 Starships의 유일한 차이점과는 거리가 멀다.
별총알
이외에도 다양한 작은 디자인 변경, Ship 26에는 대부분의 이전 Starship과 비교하여 세 가지 주요 차이점이 있습니다. 첫째, 열 차폐 타일이 없습니다. 2020-2021년 준궤도 우주선 비행 테스트 기간 이후 모든 완성된 선박(S20, S21, S22, S24, S25)에 최대 10,000개의 검은색 세라믹 열 차폐 타일이 장착되었습니다. 결국, 그 타일은 (이론적으로) 궤도 속도로 지구 대기권에 재진입하여 생성된 강렬한 열로부터 우주선을 보호할 것입니다.
Ship 26에는 플랩도 없습니다. SpaceX는 2020년 10월 처음으로 우주선을 완전히 조립한 이후 회사가 완성한 모든 선박(SN8, SN9, SN10, SN11, SN15, SN16, S20, S21, S22, S24, S25)에는 4개의 대형 플랩과 형태에 맞는 ‘ 에어로커버’를 설치했습니다. 우주선은 궤도 재진입 중에 방향을 잡고 방향을 잡기 위해 플랩이 필요합니다. 그들은 또한 배가 자유 낙하(인간 스카이다이버처럼)하고 추진력 있는 착륙을 위해 공격적으로 수직 방향으로 뒤집혀야 하는 이국적인 착륙 기동 중에 스스로를 제어하기 위해 플랩이 필요합니다.
Starship SN8은 안정성을 보장하기 위해 플랩이 필요한 ‘벨리 플롭’과 뒤집기 동작을 시연합니다. (리차드 앵글)
Ship 20부터 모든 Starship 플랩과 몸체는 수천 개의 열 차폐 타일로 덮여 있습니다. (리차드 앵글)
마지막으로 가장 혼란스럽게도 Ship 26에는 어떤 종류의 페이로드 베이도 없습니다. 최종 결과는 강철 총알처럼 보이고 지구로 돌아갈 수 없으며 위성을 배치할 수 없는 매끄럽고 기능이 없는 우주선입니다. 결합하면 그것이 존재한다는 사실은 거의 정교한 여러 달의 실수처럼 보입니다. 그러나 SpaceX는 분명히 Ship 26을 건조할 의도가 있었고 현재 비행 자격을 갖추기 위해 준비하고 있습니다.
창고, 달 착륙선 또는 다른 것?
간단히 말해서 Ship 26은 인공위성을 발사할 방법이 없는 의도적으로 소모성 우주선입니다. 그것은 명백한 질문을 제기합니다. 왜 존재합니까? 몇 가지 분명한 가능성이 있습니다. SpaceX는 최소 4가지 유형의 우주선을 개발하고 있습니다. 승무원 및 유조선에는 열 보호막과 플랩이 있습니다. 스타쉽 달 착륙선은 플랩이나 열 차폐 장치가 없으며 흰색으로 칠하고 절연됩니다. 늘어진 탱크가 있는 보급선은 궤도에 영구적으로 머물며 우주 재충전을 위해 추진제를 저장합니다.
저해상도 렌더링을 기반으로 총알 같은 Depot Ship은 Ship 26을 가장 연상시킵니다. 그러나 Ship 26이 “외관 광학 특성”을 가지고 있다는 증거는 없습니다. [optimized] 장기간 동안 [propellant storage].” 또한 프로토타입에는 도킹 또는 추진제 이송에 필요한 하드웨어가 없으며 과거 선박과 동일한 크기의 추진제 탱크가 있습니다. 며칠 또는 몇 주 동안 궤도에서 생존하려면 존재하지 않는 일종의 전원(일반적으로 태양 전지판)이 필요합니다. 그리고 S26과 같은 소모성 우주선이 저궤도까지 250톤(~550,000lb)이라는 SpaceX의 보고된 목표를 이미 달성할 수 있다고 해도 250톤은 전체 추진제 부하의 1/5에 불과합니다.
SpaceX의 NASA 달 착륙 계약에 필요한 Starship 변형. (NASA)
Ship 26은 기타 시스템 테스트 또는 궤도에서의 수명 시연에도 사용될 수 있습니다. 그러나 SpaceX가 Ship 24와 Ship 25로 그렇게 할 수 없었던 이유는 명확하지 않습니다. 둘 다 페이로드 베이가 영구적으로 밀봉되어 있어 테스트 항목으로만 유용합니다. SpaceX는 2020년에 NASA와 계약을 맺은 탱크 간 추진제 이송 테스트에서도 마찬가지입니다. 이 테스트 동안 Starship은 메인 LOx 탱크와 착륙 추진제를 저장하는 데 사용되는 더 작은 헤더 LOx 탱크. 그러나 현재까지 건조된 모든 우주선에는 헤더 탱크가 있으며 동일한 테스트에 사용할 수 있습니다.
Ship 26은 주로 플랩이나 열 차폐 타일이 없는 우주선이 발사 중에 공기역학적으로 안정적이라는 것을 입증하기 위해 존재할 수 있습니다. 그러나 풍동 테스트에 해당하는 양의 우주선 전체를 사용하는 것은 엄청난 비용입니다.
비행 준비
그럼에도 불구하고 Ship 26은 폐차장 이상으로 향하는 것이 분명합니다. 총알 모양의 프로토타입은 SpaceX가 극저온 교정 및 구조 테스트를 위해 수정한 Suborbital Pad A에 설치되었습니다. 정적 화재 테스트를 수행해야 하는 Ship 25와 조정하는 동안 Ship 26은 압력을 가하고 액체 질소, 액체 산소 또는 두 가지 모두를 적재하여 추진제로 채워질 때 겪게 될 열적 및 기계적 부하를 안전하게 시뮬레이션합니다. 스탠드에는 6개의 Raptor 엔진(1380톤/3M lbf)의 추력을 동시에 시뮬레이션할 수 있는 유압식 램이 장착되어 있습니다.
이러한 테스트를 통과하면 SpaceX는 Raptor 설치를 위해 Ship 26을 Starbase 공장으로 반환할 것입니다. 이상하게도 부드러운 우주선은 혼자가 아닙니다. Ship 27은 방열판이나 플랩 없이 거의 동일할 것으로 보입니다. 하지만, 증거가 있다 Ship 27은 Starship에서 첫 번째로 작동하는 페이로드 베이를 갖게 되며 SpaceX가 사용하려는 다른 테스트 외에도 풀 사이즈 Starlink V2 위성을 배포하는 데 사용할 수 있습니다.
Ship 26과 Ship 27에 대한 가장 이색적인(가장 가능성이 없는) 설명은 이 쌍이 SpaceX의 첫 번째 우주선 도킹 및 추진제 이송 테스트를 지원하기 위한 것이라는 것입니다. 2022년 10월, NASA 공식 발표 SpaceX의 두 번째 Starship 시험 비행은 “Starship-to-Starship 추진제 이송”이 될 것입니다.
현재 SpaceX의 우선 순위는 Starship의 첫 번째 궤도 발사 시도를 위해 Ship 24와 Super Heavy Booster 7을 준비하고 두 번째 궤도 테스트 비행을 위해 Ship 25와 Booster 9를 준비하는 것입니다. 그때까지 Ship 26과 Ship 27은 약간의 수수께끼로 남을 것입니다.
SpaceX, 네이키드 Starship 프로토타입을 테스트 사이트로 굴림
