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Liftoff(2002~2010)의 속편. Falcon 9 개발부터 Crew Dragon 유인 발사, Starship 첫 비행까지 (2008~2023). SpaceX가 어떻게 재사용 로켓을 실현하고 세계 최대 우주기업이 됐는가.

Reentry — Eric Berger

Liftoff(2002~2010)의 속편. Falcon 9 개발부터 Crew Dragon 유인 발사, Starship 첫 비행까지 (2008~2023). SpaceX가 어떻게 재사용 로켓을 실현하고 세계 최대 우주기업이 됐는가.

핵심 사실

• 저자: Eric Berger (Ars Technica 선임 우주 에디터)
• 시기: 2008~2023 (Falcon 9 개발 → Starship 첫 비행)
• 핵심 메시지: 혁신은 실패를 허용하는 문화와 비용을 사수하는 집착, 두 가지가 동시에 있어야 탄생한다

1. Falcon 9 — 9엔진의 탄생 (2008~2010)

결정적 설계 전환

• Musk, 자정에 Chris Thompson에게 전화 → Falcon 5를 Falcon 9로 바꾼다
• 이유: NASA ISS 화물 운반 요건 충족 불가 → 더 큰 로켓 필요
• 엔진 하나 대형화(Merlin 2) vs 9개 클러스터 → 비용·시간 이유로 클러스터 선택

9엔진 클러스터의 도전

• Merlin 1C 개발 — 재생 냉각(채널에 케로신 흘려 노즐 냉각), 초기 점화 성공률 25%
• Tom Mueller: 핀틀 인젝터가 날아가는 "punting the pintle" 현상 → 수 주 중단하고 근본 해결
• TVC(추력방향제어) 액추에이터 — 18개 중 1개 오작동 시 옆 엔진 노즐 충돌 위험, Kevin Miller의 최대 악몽
• 2008-11-22 새벽: McGregor, Texas에서 역사적 full-duration 9엔진 점화 성공

"우리는 역사를 앞질렀지만 Elon은 여전히 화가 났다"

"Way slower than Elon wanted, and way faster than anyone had ever done it before. It was pretty much the story of our lives." — Tom Mueller

2. 발사 사이트 — 스크래피 공법 (2007~2010)

SLC-40 획득 전쟁

• Lockheed·Boeing의 강력한 로비 → ULA 독점 유지 시도
• 45th Space Wing 사령관 Susan Helms: 두 전직 NASA 우주비행사(Helms·Chilton)가 SpaceX 편에서 결정
• 2007-11-01: SLC-40 임대 계약 체결 → Cape Canaveral 진입

$20M으로 발사 사이트 건설

• LOX ball: Launch Complex 37의 65피트 구형 질소 탱크를 스크랩으로 $86,001에 구매 → 인턴 2명이 내부 청소·검사 → $200K 인증 후 현재까지 사용
• 압력 용기: 폐기된 발사대에서 중고 획득(Sanford and Son 별명)
• 철근 구매 승인 안 나면? → 소액으로 쪼개 구매 → "스크래피가 충분하면 진행"

3. 재사용 혁명 — 드론십 착륙 (2013~2015)

왜 바다에 착륙해야 하는가

• 1단 분리 시 수평 속도 6,400km/h, 연료 부족으로 육상 귀환 불가
• 드론십(자율 항해 선박)이 해법 → Just Read the Instructions (대서양), Of Course I Still Love You (태평양)
• 목표: 수십m 떠다니는 선박에 30cm 오차로 착지

드론십 건조 (Jacksonville, 2014)

• 석유 시추 바지선 개조 → 12m 다리 4개(대포알처럼 발사·수축), 격자형 날개(grid fins)로 하강 제어
• 엔지니어들 100시간+/주 작업, 2개월짜리 출장이 4개월로 늘어남
• 2015-01: 첫 착륙 시도 → 유압유 부족으로 grid fin 제어 불가 → 추락·폭발 ("Leeroy Jenkins")
• 2015-04: 2차 시도 → 밸브 고착으로 측면 미끄러짐 → 착륙다리 1개 화구 탈출
• 2015-12-21: ORBCOMM-2 미션 → 세계 최초 드론십 착륙 성공

Grasshopper — 착지 기술 개발

• 수직 이착륙 시험용 로켓, Texas McGregor
• "뛰어올랐다 수직으로 내려와라" → 짧은 홉부터 수백m 호버링까지

4. 사고와 교훈 — CRS-7 & AMOS-6

CRS-7 (2015-06-28): $4짜리 부품이 로켓을 파괴

• 2단 LOX 탱크 내 COPV(헬리움 압력 용기) 고정 로드 엔드(rod end) 파손
• 설계 검토에서는 $50 프리미엄 등급 지정 → 실제로는 $4 주조품 대체 장착
• 주조품의 내부 결함 → 2,000파운드 이하 하중에서 파단 (정격 10,000파운드)
• NASA 판정: 설계 오류(SpaceX), SpaceX 판정: 재료 결함(공급업체) — 절충: 양쪽 책임
• Hans Koenigsmann: 5개월 주말 없이 조사, "그 로드 엔드를 책상 서랍에 보관해 교훈 잊지 않도록"

AMOS-6 (2016-09-01): 사전 충전 연료 폭발

• 드론십 착륙 추가 성능을 위해 극저온 액체산소(SubCooled LOX) 도입
• 발사 9일 전 정적 점화(static fire) 도중 폭발 → $195M 이스라엘 위성 소멸
• 원인: 극저온 LOX가 COPV 탄소섬유 사이에 고이면서 점화
• 결과: Musk는 Guadalajara 화성 연설을 예정대로 강행 (단기 실패가 장기 비전을 막지 않음)

5. Crew Dragon — 미국 유인 우주비행 복귀 (2015~2020)

보잉 Starliner vs SpaceX Dragon

• Doug Hurley: "보잉은 우리가 필요하지 않았다. SpaceX는 우리가 무엇을 원하는지 물어봤다"
• 2019-04: Dragon 지상 폭발(SuperDraco 점검 중) → 타이타늄 체크 밸브 → 산화질소와 충돌·발화 → Burst Disk 교체
• 2019: 파라슈트 Mark 2 → Mark 3 재설계 → 사막에서 24회 이상 테스트 ("Chute Show")
• 2020-05-30: Demo-2 발사 → 2명 우주비행사(Hurley & Behnken) → 19시간 후 ISS 도킹
• 미국의 자국 발사 능력 9년(2011 셔틀 은퇴) 만에 복귀

6. Falcon Heavy — 27엔진의 도약 (2018)

• 설계 개념: Falcon 9 코어 3개 결합
• Kevin Miller 첫 반응: "Falcon 9 9엔진도 가능할까 걱정했는데 27개는…" → 책상에 "Retire before this happens" 메모 → 못 버팀
• 2018-02-06: 첫 비행 성공 → Tesla Roadster + "Starman" 더미 우주 발사
• 측면 부스터 2개 동시 착륙 영상 → 소셜미디어 폭발

7. Starship + Starlink — 화성을 위한 재원 (2016~)

화성 정착지의 경제학

• 100명 탑승, 100톤 화물/회 → 자급자족 도시에 필요: 백만 톤
• 백만 톤 ÷ 100톤 = 10,000 Starship 착륙
• 메탄+LOX 현지 생산 (Sabatier 반응) → 에너지: 1에이커 태양광 패널 2년
• 목표 가격: Starship 1기당 $5M (일반 우주선 대비 1/1,000)

Starlink = 화성의 재원

• 2016: 알탄(Bulent Altan) 복귀 → Starlink 부문장
• 목표: 12,000기 저궤도 위성 → 전 세계 광대역 인터넷
• 2018: Rajeev Badyal 해고(Microsoft 출신, 느린 개발) → Mark Juncosa 투입
• 2019-05: 첫 60기 Starlink 위성 일괄 발사
• 2023 말: 약 6,000기 운용 → 전체 운용 위성의 2/3 이상
• Starlink 흑자 → 화성 프로젝트 자금 공급

Starhopper & Starship 첫 비행

• 2019: Starhopper 소형 시제품, 짧은 홉 비행
• 2023-04-20: Starship 첫 비행 → 33엔진 점화, 약 90초 비행 후 자폭
• Musk: "가장 어려운 기술 프로젝트 중 하나"

8. SpaceX의 조직 문화 — 비용과 속도

"스크래피(Scrappy)" 철학

• 예산 없는 실행 → 방향만 잡고 진행
• Musk: 모든 구매 결정에 의문, 철근도 승인 안 해줌 → 소액 분할 결제
• 규정: 최소한으로, 범위는 "의도"만 충족하면 됨

번아웃의 구조

• 80~100시간/주 기본, 크런치 때 120시간
• Brian Mosdell (Florida 사이트 디렉터): 68명 추가 채용 요청 → Musk "집에 가서 더 열심히"→ 사임
• Robert Rose (비행SW 디렉터): 5년 100시간/주 → 아내 "아이들에게 아버지가 필요하다" → 퇴직
• Josh Jung (McGregor 사이트 디렉터): "SpaceX가 너무 좋아서 끊을 수가 없다" → 가족 위해 7년째 미복귀
• 공통 패턴: 일에 빠져들어 가족 관계 희생 → 퇴사 → 복귀 욕구

Musk의 의사결정 방식

• 새벽 2~3시 전화 → "지금 당장" 콘크리트 작업 시작
• 은총알(Silver Bullet): 모든 abort 조건 비활성화, 무조건 발사 명령
• 실패에도 이유를 들으면 납득 → 불확실하거나 거짓말하면 즉각 폭발
• "If you give Elon the straight answer, he's very happy. But don't bullshit him."

9. 미래의 리스크

Musk의 정치화

• Libertarian → 우파 포퓰리즘으로 이동
• Twitter/X 인수·경영 → 에너지·집중력 분산
• SpaceX = 미군·NASA 필수 파트너 → 현재는 절연 불가 수준
• 하지만 의회 내 Musk 견제 세력 증가

승계 문제

• Gwynne Shotwell (60대) 은퇴 시사 → 아직 후계자 없음
• Mark Juncosa: 기술적 천재, 고객 앞에서 거칠어 대체 불가
• "Shotwell이 없으면 레일이 벗어날 수 있다"

경쟁자

• Blue Origin New Glenn: 아직 첫 발사도 못 함
• 유럽·인도·일본: 재사용 기술 진입 시도
• 중국: SpaceX 모방 적극 추진 — 가장 현실적인 위협