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| 스타십 발사 시스템 Starship Launch System | |||
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| <colbgcolor=#005288><colcolor=#ffffff> 운용 여부 | 개발 단계(시험 발사 중) | ||
| 제조 업체 | 스페이스X | ||
| 높이 | 121.3 m (397.9 ft) | ||
| 지름 | 9 m (30 ft) | ||
| 질량 | 5,000 t (11,000,000 lb) | ||
| 페이로드 | 질량: ~50,000kg[1] (LEO) ~100,000kg[2] (LEO+[3]) 최대 250,000kg[소모성] ~200,000kg[5] (LEO+) 최대 400,000kg[소모성] 부피: 1,000 m3 (35,000 cu ft) | ||
| 발사장 | [[미국|]][[틀:국기|]][[틀:국기|]] 텍사스 보카치카 스페이스X 스타베이스 OLP A [[미국|]][[틀:국기|]][[틀:국기|]] 텍사스 보카치카 스페이스X 스타베이스 OLP B (건설 예정) [7] [[미국|]][[틀:국기|]][[틀:국기|]] 플로리다 케네디 우주 센터 LC-39A (건설 일시 중지)[8] [[미국|]][[틀:국기|]][[틀:국기|]] 플로리다 케이프 커내버럴 우주군 기지 LC-37B (건설 예정) [9] | ||
| 공개 | 2016년 9월 28일 | ||
| 첫 발사 | 2023년 4월 20일 D[dday(2023-04-20)](IFT-1) | ||
| 최근 발사 | 2024년 3월 14일(IFT-3) | ||
| {{{#!folding 기체 및 비행 속성 {{{#!wiki style="margin:-10px -10px | <colbgcolor=#005288><colcolor=#ffffff> 총 발사 수 | <colcolor=#000000>3번 | |
| 실패 | 2번 (IFT-1, IFT-2) | ||
| 성공 | 1번 (IFT-3) | ||
| 프로젝트 비용 | 최소 50억 달러 | ||
| 1단 – 슈퍼 헤비 | |||
| 높이 | 71 m (232.9 ft) | ||
| 직경 | 9 m (30 ft) | ||
| 공허 중량 | 200 t (441,000 lb) | ||
| 추진제 질량 | 3,300 t (7,496,000 lb) | ||
| 엔진 | 33 x 랩터 V2 | ||
| 총 엔진 출력 | 7,130 tf (69,921 kN; 15,718,959 lbf) | ||
| 최초 비행 (시스템 전체) | 2023년 4월 20일 | ||
| 2단 – 스타십 | |||
| 높이 | 50.3 m (165 ft) | ||
| 직경 | 9 m (30 ft) | ||
| 공허 중량 | ~100 t (220,000 lb | ||
| 추진제 질량 | 1,200 t (2,646,000 lb) | ||
| 엔진 | 3 x 랩터 V2 3 x 랩터(진공) V2 | ||
| 총 엔진 출력 | 1,250 tf (12,258 kN; 2,755,778 lbf) | ||
| 최초 비행 (스타십 단독) | 2020년 8월 4일 | ||
[clearfix]
1. 개요
| 스타십 발사 시스템 콘셉트 영상 |
호기심과 가능성으로 가득 차 있는, 별 너머로 떠나는 여행. 그것이 우리 인간의 미래입니다.
- 일론 머스크, 2019년 9월 28일 스타십 최신 발표회에서
스페이스X에서 개발 중인 다목적 초대형 우주발사체. 단기적으로는 팰컨 9과 팰컨 헤비를 대체하며, 나아가 발전된 재사용으로부터 우주 수송 산업의 새로운 경제적 접근을 구축, 확립하고, 달과 화성 탐사, 그리고 장차 먼 미래에 있을 화성보다 더 멀리 위치한 천체들에 대한 탐사 계획까지 고려해 설계된 기체이다. - 일론 머스크, 2019년 9월 28일 스타십 최신 발표회에서
스타십(Starship, 2단부)과 부스터(Booster, 1단부), 그리고 재사용 시스템으로서 발사, 정비, 급유, 회수 장비인 OLT/OLM(OLIT)으로 구성된다. 전장 119m, 직경 9m로 전장 110.6m였던 새턴 V 로켓을 제치고 역사상 최대, 최고 성능의 로켓이 될 예정이다. 일론 머스크에 따르면 사실상 지구에서만 필요한 부스터보다는 스타십이 메인이기 때문에, 로켓과 그 발사를 위한 재사용 설비 전체를 통틀어 스타십 발사 시스템(Starship Launch System)으로 칭한다고 한다.
2. 역사
| 2019년형 스타십 발사 시스템의 발사 및 재급유 영상 |
유머러스하게 작명하는 스페이스X 답게 ITS 후에 나온 축약어들이 하나같이 비범하다. Big Fucking Rocket이 연상되는 BFR(Big Falcon Rocket)이나 NASA의 Space Launch System을 정면에서 까버리는 듯한 Starship Launch System이라든가...[10]
3. 구성
스타십은 절대 하나의 쉽 혼자서만, 단독으로 존재할 수 없다. 그 수많은 로켓들이 유기적으로 작용해나가며 우주에 화물을 운송하는, 스타십의 사업이라는 의의는, 여러 가지 기술의 발전으로 인해 달성(Enhanced)된 새로운 개념들을 본격 도입해, 우주 운송 산업, 업계에 있어서 새로운 개념과 지평을 열었다는 것에 있다고 평가받으며, 그러한 지론을 일론 머스크는 내세우고 있다. 곧, "스타십" 이라는 새로운 시스템의 의의는, 아래의 개념들이 서로 유기적으로 작용하여 하나의 새로운 "운송 시스템"을 형성하는 것 에 있다. 그것이 비로서 "스타십 발사 시스템"이라는 명명의 의의로 작용하며, 새로운 지평을 이끌어 내는 것이다. |
3.1. 스타십(Starship)
| 스타십 Starship | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 높이 | <colbgcolor=#ffffff,#010101> 50.3m | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 폭 | 9m | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 건조질량 | ~100t | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 연료/산화제 | 액체 메탄 / 액체 산소 1200t 탑재 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 엔진 및 추력 | 해수면 랩터2 엔진 3기[TVC장착](2MN ×3) 진공 랩터2 엔진 3기 (2.2MN ×3) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
본격적으로 사람을 다양한 행성으로 실어나를 우주선이다. 슈퍼 헤비가 사용하는 것과 같은 해수면 엔진 3기와 진공엔진 3기로 구성된다.
일론 머스크의 말에 따르면 Super Heavy 없이 Starship만으로도 SSTO식 운용이 가능하다고는 한다. 다만 페이로드의 양이 극단적으로 줄어들게 되고 엔진 수명이 크게 감소할 수 있어 Super Heavy 로켓을 1단으로 사용하여 발사하는 것. 동체에는 네 개의 날개와 6개의 랜딩 기어가 달리는데, 날개는 구동이 가능한 날개이며 대기권 재진입 시 날개를 상하로 움직여 항력을 조절해 기체를 제어한다. 또한 200kW를 생산할 수 있는 태양 전지판을 갖추고 있으며, 화성에 도착하는 데는 80일에서 150일 가량이 소요된다. 객실과 식당은 물론 영화 관람 장비 등 편의시설 역시 탑재할 예정.
탑승 인원은 80~120명. NASA가 만들고 있는 오리온 다목적 유인 우주선 & Deep Space Habitat [12] 같은 '유인 탐사선'을 넘어 우주 여객선에 가까운[13] 물건이다.
지구에서 떠날 때는 1단 로켓에 실려서 발사되지만 화성에서는 낮은 중력과 대기 밀도 덕분에 부스터가 필요하지 않아 자력으로 이륙하여 귀환 여정에 오르게 된다. 편도 여행만 가능했던 이전의 화성행 로켓들과 다른 부분. 이때 연료로 쓰일 액체 메탄은 화성 현지에서 직접 생산한다.[14]
| 텍사스에서 발사되는 스타십 | 월면 기지에 착륙하는 스타십[15] |
| 토성 주위를 비행하는 스타십 | 화성 도시를 떠나는 스타십 |
ITS 시절 컨셉아트에는 유로파, 토성 등에 간 모습도 나오지만 기술적으로 근시일 내에 실현하기 힘든 구상인 만큼 아직까지는 컨셉에 불과한 것으로 보인다. 그 와중에 정말 뜬금없이 명왕성에 간 컨셉 아트도 공개하고 머스크가 프리젠테이션에서 태양계를 묘사하면서 명왕성과 에리스까지 끼워넣는 바람에 많은 명왕성 지지자들이 열광했다. 그 후 공개된 스타십 컨셉아트에는 달과 화성만이 포함되어있다. 로켓의 화물칸 넓이가 거의 우주정거장이라 불러도 손색없는 수준이고 무인 미션이라고 해도 로버 같은 열악한 소형 로봇들을 풍선에 포장해서 낙하산에 붙여 보내는 아슬아슬한 방식에 기댈 필요 없이 로켓을 통째로 착륙시켜 훨씬 크고 다양한 기계들을 한꺼번에 탐사 장소에 전개할 수 있는지라 스타십의 성능이 충분히 증명된다면 행성 탐사에 있어서 새로운 차원이 열릴 것이라는 기대는 허황된 것은 아니라고 할 수 있다.
2019년 공개된 컨셉아트에는 달, 화성, 토성이 등장했으며 토성 관련 계획은 막연하지만 달에는 월면 기지를, 화성에는 도시를 건설하는 프로젝트를 스타십을 통해 진행하겠다고 공언하였다. 그리고 현재는 테스트 시설밖에 없는 텍사스 보카치카에 2020년대 내로 우주 공항을 건설하여 스타십 발사대를 세우겠다는 공약을 발표하였다.
| 인공위성을 전개하는 스타십[16] | 국제우주정거장에 접안한 스타십 |
일론 머스크의 계획에 따르면 우선 우주여객선 및 화성행 화물선부터 제작할 예정이라 하였으나, 위성 수송용 스타십이나[17] 국제우주정거장 접안용[18]으로 도킹 장비가 추가된 버전도 구상 중이며 이를 통해 팰컨 계열 로켓들을 장기적으로 대체해 나갈 예정이라고 한다.
스페이스X 공식 홈페이지에 따르면, 위성 발사용 스타십은 우주비행사 및 화물을 태우는 공간(cabin)을 모두 페어링으로 활용하고 전면부에 거대한 뚜껑을 설치해 현존하는 우주발사체들을 모두 뛰어넘는 페이로드를 제공할 수 있다. 이는 팰컨 9나 팰컨 헤비를 능가하는 가성비를 가지며 제임스 웹 우주 망원경보다 더 큰 우주 망원경을 얼마든지 쏠 수 있다고 한다.[19] 또 국제우주정거장 미션을 수행하는 스타십을 소개하는 코너에서는 1,100 세제곱미터의 용량을 통해 엄청나게 많은 화물과 우주비행사들을 ISS에 보낼 수 있고, 엔진 주위의 Aft Cargo 구역에 비감압 페이로드를 추가로 적재할 수 있다는 점을 강조하여 스타십이 드래곤 우주선의 후예임을 강조하였다.
그 외에도 스타십은 스타링크(V2) 카고 디스펜서 전용 화물선, 루나 게이트웨이 사업에서 이용될 HLS 시스템 등의 정말 많은 여러 파생형이 존재한다. 스타십의 기본적인 설계 자체부터가 우주선 윗쪽 공간에 여러 자재들을 배치할 수 있도록 처음부터 일종의 "플랫폼"으로서의 확장성에 대한 방향을 잡은 결과이다.
3.1.1. 스타십 탱커(Starship Tanker)
| 스타십 탱커 Starship Tanker | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 높이 | <colbgcolor=#ffffff,#010101> 50m | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 폭 | 9m | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 건조질량 | 125톤 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 페이로드 | 보충용 연료 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 연료/산화제 | 액체 메탄 / 액체 산소 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 엔진 및 추력 | 해수면 랩터 엔진 3기[TVC장착](2MN ×3) 진공 랩터 엔진랩터 3기 (2.2MN ×3) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
기본적으로 스타십과 같지만 단지 소유즈와 프로그레스의 관계처럼 사람 태울 공간까지 연료로 꽉꽉 채운 형태이다. 일종의 지구 저궤도용 급유선. 화성이나 다른 행성으로 출발 할 스타십에 연료 보급 후 지구로 귀환한다. 100회 재사용 가능.
컨셉 비디오에서는 한 번의 급유만 나왔지만 실제로는 1,900톤의 연료를 재보급해야 하기 때문에 최소 3회~최대 5회 반복 후 화성으로 출발한다.
위 이미지 상에서 보이듯 처음에는 엔진이 설치된 쪽으로 도킹하는 것으로 계획되었으나 최신 자료에서는 서로 등을 맞대는 형태로 도킹하는 것으로 변경되었다.
3.1.2. 스타십 달 착륙 시스템
2021년 4월 17일, 아르테미스 계획에서 사용될 달 착륙선인 휴먼 랜딩 시스템(HLS)에 스타십이 선정되었다.
NASA 측은 스타십이 재사용 가능한 점, 이미 수십 차례의 테스트를 통해 검증된 랩터 엔진을 이용하는 점, 넓은 승무원 구획을 제공하는 점을 주요 선정 이유로 들었다. 아르테미스 계획에 참가하는 우주인들은 지구에서 오리온 우주선에 탑승해 달 궤도의 루나 게이트웨이에 도착한 뒤, 궤도에 대기 중인 스타십에 옮겨 타서 달에 착륙하게 된다. 하지만 우주선이 매우 크고 높아 우주비행사들이 50미터 높이를 간이 엘리베이터를 타고 오르내려야 한다는 점,[21] 울퉁불퉁한 달 표면에 착지할 때의 안전성 등에 우려의 목소리도 높다. 스타십으로 달에 착륙할거면 애초에 지구에서 스타십을 타고 출발해 그대로 달에 내리면 되지 굳이 복잡하고 추가 비용을 지출하면서 오리온 우주선을 타고 가서 달에서 갈아탈 필요가 있느냐는 비판의 목소리도 높다. 이번 사업에서 유력했던 후보인 내셔널 팀을 이끄는 블루 오리진은 물론 함께 1차 선발되었던 다이네틱스 사도 스타십이 단독으로 선정된 것이 부당하다며 NASA에 항의했지만, 최종적으로 스타십 단독선정이 확정되었다.
블루 오리진 측은 위에 언급된 것처럼 스타십 달착륙선은 위험하다고 주장하는 인포그래픽을 공개하고 미국 연방법원에 NASA를 고소하기도 했으나 기각되었다. 하지만 2023년 블루 오리진도 별도의 달 착륙선 프로그램을 NASA에게서 수주하게 되어 두 억만장자의 대결이 달 표면에서도 계속되게 되었다.
3.1.3. 대륙간 여객운송 콘셉트
| 스타십 - 지구에서 지구로 |
스타십의 현재 경제적인 수요(demand) 창출 수단은, V2 스타링크 발사, 그리고 여러 지구-우주 간 획기적인 구조의 도입으로 운송 비용 절감을 통한 새로운 사업, 업계(Industry) 혹은 시장 확장에 있다. 스타십의 초기 경제 수요 마련 수단 중 하나였던, 대륙간 여객 운송 시스템은 지금은 수요를 공급할 수단 중 하나로서 고려되고 있다.
2017년 IAC에서 스타십을 이용한 대륙간 여객 사업 계획을 공개했다. 주요 도시 간 장거리 라인을 30분 내에, 지구 어디든 한시간 내에 도착할 수 있다고 한다. 첫 취항 일정이나 요금같은 구체적인 계획은 공개하지 않았지만 워낙 파격적인 계획이라 큰 주목을 받고 있는데, 이륙시에 탑승객들이 겪게 될 G포스나 소음 문제 때문에 회의적으로 보는 시각도 적지 않다. 초고속 로켓/항공기로 주요 도시를 연결하려는 계획은 이미 20세기 초부터 있었지만, 콩코드 여객기라는 훌륭한 반면교사가 있다.
정말 진지하게 현행 여객기와 경쟁하기보다는 ‘우리는 이런 것도 가능하다!’식의 과시, 충격을 위한 것이라는 추측도 많다. 그러나 의외로 진지하게 추진되고 있을 가능성도 적지 않은데, 이게 실현만 된다면 Starship의 경제성 문제는 단번에 해결되기 때문. 유례가 없는 초거대 로켓을 운용하면서 수익구조가 불분명하기 때문에 첫 공개 때부터 수익성 측면에서 비판을 받았지만 BFR을 여객용으로 활용할 수 있다면 BFR을 대량생산해서 규모의 경제를 이룸과 동시에 안정적인 수익도 창출할 수 있다. 소음문제도 콩코드의 경우 소닉붐 때문에 항로 전체에 소음공해를 일으켰다면 로켓은 공항처럼 발사 착륙지역에만 소음관리를 하면 되기 때문에 초음속 여객기보다는 소음문제에 자유롭다. 다만 관성 문제인 G포스가 가장 큰 문제로 지적됐지만, G포스를 2이하로 맞출 수 있다고 한다.[22][23]
3.2. 부스터(Booster)
| 슈퍼 헤비 Super Heavy | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 높이 | <colbgcolor=#ffffff,#010101> 71m[A] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 폭 | 9m | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 건조 질량 | 200t | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 연료/산화제 | 액체 메탄 / 액체 산소 3400t 탑재 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 엔진 및 추력 | 랩터2 33개[25], 현재 총 7,130tf(69,921 kN)[26] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
지구에서 지구 저궤도로 Starship과 Starship Tanker를 쏘아보내기 위한 1단 로켓. 높이는 71m[A]이다.
엔진은 스타십에 들어가는 액체메탄 엔진[28]과 같은 것을 사용한다. 스타십의 경우 공기가 존재하는 곳과 존재하지 않는 곳에서의 발사가 이루어져야 하기 때문에 같은 랩터엔진이라 해도 두 종류로 나뉘어 있으나, 슈퍼헤비 부스터는 진공상태에서 사용될 일이 없어서 현재 슈퍼 헤비 B4에는 해수면 엔진으로만 29개가 장착되어 있다.[29]. 그리고 슈퍼 헤비 B7이후 엔진 배치는 상하좌우로 짐벌링[30]이 가능한 13개의 엔진이 중앙에 3, 주위에 10개가 원형으로 배치되고, 나머지 고정된 20개 엔진이 바깥쪽에 원형으로 배치된다.[31]
팰컨 9의 1단로켓의 착륙 프로세스와 마찬가지로 성층권에서 분리된 로켓이 발사대 옆에 마련된 착륙장로 귀환하며, 연료 재보급 및 정비를 거치고 스타십 탱커를 장착한 후 즉시[32] 재발사될 수 있다. 비유하자면 항공모함 함재기들이 폭탄만 탑재하고 뜬 뒤 연료는 주변 급유기들에게서 급유 받고서 작전에 들어가는 격. 인터스테이지에는 팰컨 9와 같은 메커니즘으로 작동하는 그리드 핀이 4개 달려 있는데, 팰컨 9과는 달리 접히지 않는 고정 방식이다. 이는 해당 그리드 핀의 크기가 어마어마한 수준이고, 착륙장으로 귀환할 때 이 그리드 핀을 로봇팔이 잡아야 하는 방식이라 막대한 구조적 안정성이 요구되기 때문이다. 발사 시 접지 않으면 약간의 항력이 발생해 효율성은 떨어지지만, 충분히 타협할 수 있는 수준이라 무시되었다. 상황에 따라 효과적인 방법을 채택하는 유연하고 기민한 방식으로 개발을 진행하는 것을 볼 수 있다.
3.3. 발사 타워(OLIT)
| 궤도 발사 통합 타워 Orbital Launch Integration Tower | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 높이 | <colbgcolor=#ffffff,#010101> 145.5m | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 구성 | QD(Quick Disconnect) Arm, Chopsticks | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 발사대 | OLM(Orbital Launch Mount) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. 구조
4.1. 연료탱크
SpaceX 는 스타십의 연료탱크도 스테인리스를 접합해서 제작하고 있다. 즉 스타십의 연료탱크 옆면은 곧 스타십 우주선의 외벽이나 다름없다.| |
- SN7 탱크를 기존 SN5와 SN6의 소재이던 301스테인리스 스틸에서 304L스테인리스 스틸로 바꾸어 테스트했더니 결과가 좋아서 앞으로의 스타십 기체에서는 304L 스테인리스 스틸이 사용될것으로 보인다. SN5와 SN6는 이미 만들어진 이상 소재를 변경할일은 없을것으로 보인다.
- SN12부터는 하부 배관(Thrust Puck)이 소폭 변경되었다. 기존 배관은 연료주입 시 압력 문제가 있어 개선이 필요한 상황이었다.
- 차기 기체인 SN15부터 탱크 외벽의 두께를 4mm에서 3mm로 줄일 목적으로 두께 3mm로 만들어진 SN7.2 탱크에서 압력 테스트를 진행했으나 결국 적용되지 않았다. 계획대로였다면 이를 통해 스타십의 무게를 무려 10여 톤 줄일 수 있었다. [33][34]
4.2. 엔진: 랩터 엔진 → 랩터2 엔진
스타십을 위한 전용 엔진으로, 대기권 밖 우주공간에서 최대의 효율을 내는 전유량 다단 사이클 연소 엔진(FFSC, Full-Flow Staged Combustion)으로 개발되었다. 추진체로는 메탄과 액화 산소를 사용한다.스타십 개발이 진척되면서 랩터 엔진 역시 꾸준히 개량되어 어느샌가부터 특정시점 이후의 엔진을 랩터2 라고 명명한 상태이다. 대기권에서 사용하는 해수면 버전과 우주 공간에서 본격적으로 사용되는 진공 버전으로 구분된다. 이렇게 구분지은 이유는 로켓의 효율성 때문이다.
이론상 로켓 엔진의 노즐은 길면 길 수록 제트가 한 방향으로 집중되어 효율적이나 노즐을 늘리다 보면 엔진에서 나오는 제트의 압력이 낮아진다. 진공에선 전혀 문제가 아니지만 대기압이 존재하는 해수면에선 Flow Seperation 이 일어나 엔진에 큰 손상을 주거나 효율을 저하시킬 수 있다., 따라서 Under Expansion 이나 Flow Seperation 을 걱정할 필요가 없는 대기권 밖에선 최적의 효율을 위해 해수면 엔진보다 큰노즐을 가진 진공엔진을 사용한다.
왼쪽이 해수면 랩터엔진. 오른쪽이 진공 랩터엔진.
스타십에는 3개의 해수면 엔진과 3개의 진공 엔진이 탑재되며, 대기권 밖으로 나갈 일이 없는 슈퍼 헤비는 해수면 엔진만 탑재된다. 자세한 내용은 랩터 엔진을 참조.
4.3. 날개(Starship)
스타십에는 기존 로켓에서 볼 수 없었던 날개 4개가 부착되어 있다. 이는 지금까지 버려지던 레거시 스타일의 로켓이나 팰콘 9처럼 지구로 되돌아오는 로켓과는 달리, 대기권 재돌입시 로켓의 자세제어를 위한 것이다.
팰컨 9에 없는 날개가 붙은 이유는 스타십은 행성간 이동과 착륙이 가능하도록 고려되었기 때문이다. 비교하자면 팰콘 9의 2단 로켓이 스타십과 비슷한 위치인데 만약 2단 로켓이 임무완료 후 지구로 착륙을 해야 했다면 마찬가지로 날개가 고려됐을 것이다. 팰컨9 1단 로켓은 중간에 되돌아온다는 전제 하에 만들어졌기에 이런 식의 날개는 필요없지만, 빠른속도로 이동중인 2단 로켓이 연료를 소모하지 않고도 속도를 낮추면서 자세를 제어하는 데에 공기만큼 좋은 것도 없기 때문이다. 공기마찰에 의한 손상만 고려된다면 로켓보호를 위한 Entry burn으로 재진입 속도를 줄일 필요도 없으며 마지막에 Suicide burn [35]으로 착륙만 하면 되기에 날개를 설계한 것은 아주 좋은 선택이라 할 수 있다.
스타십의 날개를 움직이기 위해 테슬라 전기 자동차에서 쓰이는 모터와 배터리가 쓰였다. # 일론 머스크와의 인터뷰에서 공개된 바에 따르면 테슬라 모델3의 모터와 헤더탱크에 붙어있는 4개의 100킬로와트급 배터리로 날개를 제어한다. 기존에는 오일펌프로 제어할 예정이었으나 모터와 배터리를 사용한 덕분에 무게와 비용을 절감할 수 있었다고 한다.
4.4. 그리드 핀(Super Heavy)
이 쪽도 날개와 비슷한 역할을 하지만 형태와 쓰임이 스타십의 날개와 다르기 때문에 차별화된 명칭을 쓴다. 이것은 팰컨 9에 붙어있는 것과 같은 것으로 형태는 같고 크기만 다르다. 차이점은 팰컨9의 것과는 달리 접히지 않고 전개된 상태로 발사된다는 점인데, 후술된 착륙 방식의 변화로 그리드핀이 착륙시 지지대 역할도 겸하게 되면서 내구성을 높이기 위해 접이식이 아닌 고정식으로 설계 변경된 것으로 추정된다.[36]
이 그리드 핀(Actuating Grid Fin)이란 것은 길거리에서 흔히 보이는 배수구 스텐철망 (클라우드 픽)과 똑같이 생긴 것으로 총 4개의 그리드 핀이 로켓 위쪽에 부착된다. 그리드 핀은 어느정도 두께가 있어서 안 쪽의 많은 구멍으로 공기가 흐르면서 각도에 의해 공기저항을 만드는 원리이다. 아주 작은 날개가 많이 한꺼번에 붙어있는 효과를 내기 때문에 느린 속도에서는 제어가 힘들지만 속도가 빠를수록 작은 움직임만으로도 쉽게 제어가 가능하다. 본래 구 소련에서 미사일의 비행제어를 위해 개발했고, R-77, 북극성 2형 등 현재도 소련 계열 미사일에 많이 사용된다. 미국 등 서방에서도 MOAB 등 고중량 항공폭탄에 사용한다.
이 그리드 핀의 제어도 테슬라 자동차에서 쓰이는 모터와 배터리가 쓰였다. 팰컨 9이나 슈퍼헤비나 배면이라는 개념이 없고 공기가 존재하는 곳에서만 쓰이기에 작은 날개만으로도 충분히 자세를 잡을 수 있다. 때문에 어느 방향으로 낙하해도 제어가 가능하도록 4개의 그리드 핀을 장착하고 회전에 계열사의 자동차에 쓰이던 모터와 배터리를 사용했다. 이미 신뢰성과 경제성이 입증된 것들이므로 최상의 선택. 공기가 적거나 각이 큰 움직임이 필요할 때는 엔진의 방향을 바꿔서 제어한다.
이전 계획에서는 팰컨 9과 같이 다리를 펴서 발사대 근처에 착륙 후, 발사대 측면의 크레인으로 다시 발사대에 잡아 올릴 예정이었다. 그러나 재정비를 위한 시간과 비용, 구조적인 추가 설계와 로켓 자체무게를 줄이기 위해 다리를 삭제하고 자세제어에만 쓰일 예정이었던 그리드 핀을 착륙에도 사용하기로 결정했다. 착륙 시 그리드 핀을 타워에서 뻗은 착륙용 팔에 걸치는 방식으로 현재 케네디 우주센터[37]나 텍사스 스타베이스에 OLIT와 OLM 시설이 건설 중, 건설되어 있으며, 그에 맞춰 그리드핀도 재설계에 들어가 접는 기능을 삭제했다.
5. 개발 역사
6. 발사 역사
===# 스타십 단독 준궤도 시험 비행 이정 #===| 편명 | 날짜 / 시간 (UTC) | 로켓 | 발사장 | 비행 고도 | 지속 | 발사 결과 | 착륙 결과 |
| - | 2019년 4월 3일 | 스타호퍼 | <0.3 m (1 ft) | ~3초 | 성공 | ||
| - | 2019년 4월 5일 | 스타호퍼 | 1 m (3.3 ft) | ~5초 | 성공 | ||
| 1 | 2019년 7월 25일 | 스타호퍼 | 20 m (65.6 ft) | ~22초 | 성공 | 성공 | |
| 2 | 2019년 8월 27일 / 22:00 | 스타호퍼 | 150 m (492 ft) | ~1분 | 성공 | 성공 | |
| 3 | 2020년 8월 4일 / 23:57 | SN5 | Suborbital Pad A | 150 m (492 ft) | ~45초 | 성공 | 성공 |
| 4 | 2020년 9월 3일 / 17:47 | SN6 | Suborbital Pad A | 150 m (492 ft) | ~45초 | 성공 | 성공 |
| 5 | 2020년 12월 9일 / 22:45 | SN8 | Suborbital Pad A | 12.5 km (41,000 ft) | 6분 42초 | 성공 | 실패 |
| 6 | 2021년 2월 2일 / 20:25 | SN9 | Suborbital Pad B | 10 km (32,800 ft) | 6분 26초 | 성공 | 실패 |
| 7 | 2021년 3월 3일 / 23:15 | SN10 | Suborbital Pad A | 10 km (32,800 ft) | 6분 24초 | 성공 | 실패 |
| 8 | 2021년 3월 30일 / 13:00 | SN11 | Suborbital Pad B | 10 km (32,800 ft) | ~6분 | 성공 | 실패 |
| 9 | 2021년 5월 5일 / 22:24 | SN15 | Suborbital Pad A | 10 km (32,800 ft) | 5분 59초 | 성공 | 성공 |
6.1. 전체 통합 시험 비행 이정
| <rowcolor=#ffffff> 발사 번호 | 날짜 및 시간 (UTC) | 로켓 | 발사장 | 궤도 | 비행 기간 | 발사 결과 | 부스터 착륙 | 우주선 착륙 |
| 1 | 2023년 4월 20일 13:33:09 | S24/B7 | Orbital Launch Mount A | 대기권 횡단 | 3분 59초 | 실패 | 제외됨 | 제외됨 |
| 2 | 2023년 11월 18일 13:02:50 | S25/B9 | Orbital Launch Mount A | 대기권 횡단 | 8분 7초 | 실패 | 실패 | 제외됨 |
| 3 | 2024년 3월 14일 08:25:12 | S28/B10 | Orbital Launch Mount A | 대기권 횡단 | 49분 40초 | 성공 | 실패 | 실패 |
| 4 | 2024년 6월 5일 | S29/B11 | Orbital Launch Mount A | TBD | TBD | 예정 | 예정 | 예정 |
| 5 | NET 2024년 6월 말 | S30/B12 | Orbital Launch Mount A | TBD | TBD | 예정 | 예정 | 예정 |
| 6 | TBD | S31/B13 | Orbital Launch Mount A | TBD | TBD | 예정 | 예정 | 예정 |
| 7 | TBD | S32/B14 | Orbital Launch Mount A | TBD | TBD | 예정 | 예정 | 예정 |
6.1.1. 최초 시험 비행
6.1.2. 2차 시험 비행
6.1.3. 3차 시험 비행
6.1.4. 4차 시험 비행
| 미션 패치 | |
| 발사 시각 | 2024.06.05, 7:00 CT |
| 발사 위치 | 텍사스 주 보카 치카 해변 스타베이스 |
| 비행 기체 | Ship29/Booster11 |
| 임무 유형 | 비행 테스트 |
| 궤도 완료 | - |
| 임무 기간 | - |
| 제작 | 스페이스X |
| 운용 | 스페이스X |
| 발사 중량 | 400 t |
| 파괴됨 | - |
| 결과 | - |
일론 머스크가 X를 통해 2024년 5월 즈음에 4차 시험 비행을 진행한다고 밝혔다.#
이번 시험 비행의 목표는 3차 시험 비행과 거의 동일한데, 스타십의 안정적인 대기권 재진입과 슈퍼 헤비 부스터를 멕시코 만 설정한 특정 장소에 정확히 연착륙을 시키는 것에 집중할 것으로 보인다. 2024년 4월 머스크가 스페이스X 직원들을 대상으로 진행한 연설에 의하면, 이번 시험에서 슈퍼 헤비 부스터 연착륙에 성공할 경우 5차 시험 비행 때 슈퍼 헤비를 OLIT에 설치된 Chopsticks으로 잡는 부분까지 실험할 예정이라고 언급했다.
Booster와 Ship의 착수 위치는 지난 IFT-3와 마찬가지로 Booster는 멕시코만, Ship은 호주 서쪽 해상에 착수한다. Ship의 대기권 재진입 전 진공 환경에서의 랩터 엔진 재점화 테스트는 이루어지지 않을 예정. 또한 슈퍼 헤비 부스터 경량화를 위해 핫스테이징 및 부스트백 시행 후 핫스테이징 어댑터를 분리시켜 폐기할 계획이다.
5월 14일 텍사스 공과대학에서 열린 컨퍼렌스에서 여러 정보가 공개되었고 이 중엔 IFT-4에 대한 내용도 있었다. WDR이 5월 넷째 주 부터 진행될 것이고, 발사 라이센스를 받으면 바로 발사할 예정이라 5월 마지막 주 ~ 6월 초로 발사를 예상하고 있다.
5월 20일 IFT-4에 쓰일 Booster 11과 Ship 29의 Wet Dress Rehearssal이 진행되었다.
5월 21일 일론 머스크가 2주 안에 스타십 테스트를 진행하겠다고 했고#, NASA의 WB-57 관측기의 비행 스케쥴이 잡혀 6월 1일 발사가 거의 확실히 됐다.#
5월 24일, IFT-3의 결과 리포트가 공개되었다. 그리고 IFT-4의 발사일이 6월 5일로 정식 공개되었고 발사 타임라인도 풀었다. 타임라인 중 특이한 점이 바로 앞서 언급된 핫 스테이징 후 무게 절감을 위한 어댑터 분리이며, 십이 플립 기동을 하여 착수한다는 계획이 있다.#
7. 우려
스타십에 대해 회의적인 시선을 가진 이들은 로켓 재사용, 급유 등의 아이디어보다 100명 이상을 태운다는 점이 비현실적이라고 주장한다.[38] 화성을 개척하고 그곳에서 관광업 외의 수익을 뽑아내려면 적어도 화성 개척이 수십 년 이상 지속해야 할테니, 화성 식민지 유지 비용과 스타십 발사 비용은 이 100명의 승객들이 지불하는 스타십 표 값을 통해 조달할 수밖에 없다. 즉 탑승 인원과 발사 횟수를 늘려 규모의 경제를 통해 사업을 유지한다는 것인데, 과거 냉전기 정부 지원으로 진행되던 우주 개발이 정부의 지원이 끊기자 발전이 정체된 것과 같은 사태를 자본주의 경제 논리의 힘으로 막겠다는 것이다. 문제는 이 말은 스타십이 충분한 승객을 확보하지 못하거나 어떤 이유로 발사를 못 하게 된다면 화성 식민지 개척이 망한다는 말이 된다.화성으로 스타십을 발사할 수 있는 주기는 26개월에 한 번씩만 돌아오므로 스타십은 이때에 몰아서 최대한 여러 대를 동시에 발사해야 한다. 스페이스X의 구상에 따르면 한 번에 1000대의 스타십이 동시에 화성으로 향할 것이라고 하는데, 이 말은 약 10만여 명의 지원자들에게 우주비행사 훈련을 시켜서 탑승 조건을 충족시켜야 한다는 말이 된다. 2021년까지 우주에 나가본 모든 우주비행사의 수가 고작 569명밖에 되지 않는데, 단순 탑승객들에게 전문 우주비행사 수준의 훈련을 시킬 필요는 없다 쳐도 2년마다 10만 명을 훈련시켜야 한다. 그리고 우주비행사 훈련이라는 것이 호락호락한 것이 아니기에 우주 관광을 하려고 수천만 달러를 지불해놓고도 훈련을 통과하지 못하거나 건강 문제가 있어 우주에 가지 못한 사람도 많다. 스페이스X가 이 문제를 해결하려면 2년마다 10만명을 훈련시킬 인프라를 마련하고 건강에 심각하지 않은 문제가 있거나[39] 능력이 다소 떨어지는 탑승객도 스타십에 탑승시켜야 할 것이다.
또한 안전 문제에 대한 우려도 있다. 우주 비행의 특성상 지구 중력권을 벗어난 뒤 사고가 터지면 탑승객들이 몰살당할 것은 기정사실이다. 만일 스타십이 화성 이주에 지원한 민간인 탑승객 100여 명을 태운 채로 폭발하여 이들이 전멸한다면 이후 스페이스X의 화성 개척 계획은 심각한 차질을 빚는다. 과거 STS-51-L, STS-107 참사 당시 원인 규명과 재발 방지 대책 마련으로 NASA의 우주 계획은 몇 년씩이나 정체되었고, 강화된 안전 규정으로 발사 비용은 치솟았다. 스타십에서 사고가 발생해서 사고 조사를 하느라 26개월마다 찾아오는 발사 기회를 놓친다면 당장 이주민을 계속 실어나르지 않으면 망하는 화성 식민지는 큰 위기를 맞을 것이다. 스페이스X가 발사를 강행하려 해도 정부에서 규제를 강화할 수도 있고, 안전에 대한 우려로 탑승객의 숫자가 급감할 수도 있다. 일론 머스크 본인이 사업 초기엔 탑승자가 꽤 죽을 수 있다#라고 발언한 것을 보면 머스크 본인도 안전 문제에 대해 인식은 하고 있는 것으로 보인다. 그러나 머스크는 '위험하지만 위험을 감수할 만한 멋진 모험이다' 수준의 낙관적인 태도를 취하고 있다. 물론 이 발언은 대중을 상대로 하는 인터뷰지만 실제로 사고가 발생했을 때 사업이 무너지지 않고 지속할 방안이 있을지는 의문이다.
역사상의 비슷한 사례라고 볼 수 있는 대항해시대 당시의 신대륙 식민지 개척의 경우, 신대륙을 오가는 범선을 타는 것은 해난사고, 해적, 질병 등의 위험으로 사망할 위험이 매우 높은 오늘날의 우주여행 이상으로 위험한 여행길이었다. 하지만 당시는 인권과 안전에 대한 인식이 지금보다 훨씬 낮았고, 항해의 성공률이 낮더라도 낮은 확률로 신대륙의 향신료나 귀중품을 싣고 돌아온다면 그 이상의 이득을 얻을 수 있었기에 안전에 대한 우려로 탐험이 중단되는 일은 없었다. 그러나 이런 현상이 우주 개척에도 동일하게 적용되려면 사망자가 생기더라도 우주개척을 해야한다는 사회적 공감대가 형성되고 우주 개척을 통해서 위험을 능가하는 큰 이득을 얻을 수 있는 경제적 동기도 있어야만 한다.[40]
그리고 발사 이외에도 문제점들이 생겼는데, 2021년 말까지 SN15 이후로 실기체 비행 테스트가 없다. 물론 스타십과 슈퍼헤비를 연결한 상태에서 발사할 계획이기는 하나, 상당히 진척도가 느리다. 특히 FAA에서 진행하는 환경평가의 결과가 아직도 나오지 않은 것이 주요하다.[41] 결국 일론은 11월 말의 인터뷰에서 스타십의 랩터엔진 프로그램이 중대한 위기에 처해 있다고 밝혔다. 다음 해에 2주당 1회의 발사빈도를 유지하지 않으면 파산할 가능성이 있다고 말했다.
나아가 비슷한 맥락으로, 현재 실체적으로 계획되는 스타십의 준궤도 민간 수송에 대한 비판도 어느 정도 존재한다.
- 발사대 위치 선정 문제
우선 로켓은 소음이 어마어마하다. 공항도 소음문제 때문에 거주지역 근처에 짓지 않으려고 하는 판에 로켓이라면 사람들이 사는 중심지에서 멀리 떨어질 수밖에 없다. 그러나 사람들이 많이 있는 곳에 지어야만 한다는 모순에 도달한다. 거기다가 도시 근처는 이미 건물들이 빼곡하게 있어 남은 곳은 바다다. 이는 컨셉영상에서도 로켓을 타기 위해 배를 타고 나가는 점에서 볼 수 있다. 바다는 육지와 또 다른 문제들이 많은데, 모든 도시가 바다를 끼고 있는 것도 아니기 때문에 건설 가능한 곳이 한정적이고 이 로켓 발사대는 연안이 아닌 먼 바다여야만 한다는 것이다. 케네디 우주센터에서 로켓 발사대와 가장 가까운 야외 전망대가 로켓 발사대와 8km 정도 떨어져 있다. 하지만 이곳은 어쩌다 한번 로켓을 쏘고, 사람이 매일 사는 것도 아닌 데다가, 여기 온 사람은 로켓 발사를 보고 싶어서 왔으니 소음을 참을 수 있다 하지만, 스타십이 쓰는 발사대는 이보다 훨씬 더 멀어야 한다는 것이다. 일론 머스크 본인도 2019년에 발사대는 20마일(약 32km) 떨어져 있어야 할 것이라고 인정한 바 있다. 문제는 먼 바다는 육지보다 날씨 예측이 힘들고, 로켓은 날씨에 굉장히 민감하다.
- 발사대까지 이동수단 문제
그렇게 바다로 나가야 한다면 영상과 같이 배 한 척으로 발사대까지 이동한다고 가정하고, 여객기가 보통 500~800명의 사람을 태우고 가는데 스타십도 마찬가지라 하자.[42] 쾌속선이 최고속도 100km/h로 운행하고, 모든 사람을 다 태워서 간다고 했을 때 32km를 가는 것은 약 19분이 소요되나, 쾌속선이 출발하자마자 100km로 달리고 100km에서 갑자기 정지하는 것도 아니니 25분 걸린다는 예측이 어긋난 것은 아니다. 그럼 그 사람들이 스타십을 타고, 목적지에 도착해서 다시 또 쾌속선을 타야 한다. 도착하는 발사대도 먼 바다에 있을 것이기 때문이다. 그럼 발사대까지 왔다 갔다 하는 데에만 약 50분이 걸린다. 여기다가 사람이 타고 내리고 짐도 같이 타고 내려야 하니 공항에 있는 비행기 탑승보다 훨씬 더 걸리는 건 당연한 수순이다.
- 시간
과거 성층권을 통해서 초고속 운행을 하던 아에로스파시알-BAC 콩코드 여객기 사업이 실패한 이유는 대서양 횡단을 일반 비행기보다 4시간이나 빨리 해줄 수 있음에도 불구하고, 그 비용과 소음을 만회할 수 없었기 때문이다. 여객 스타십도 위에 내용을 봤을 때 이를 극복할 수 있을 것 같지는 않다. 모든 게 정상적으로 돌아간다고 하고 시간을 예측해보면[43]. - 발사대로 이동할 쾌속정 탑승(10분)
- 쾌속정으로 발사대까지 이동(25분)
- 탑승, 이륙준비, 안전교육, 쾌속정의 수하물 로캣으로 이송(15~20분)
- 이륙, 이동, 착륙(39분)[44]
- 항구로 이동할 쾌속정 탑승 및 수하물 적재(20분)[45]
- 발사대에서 항구로 이동(25분)
이러면 약 2시간 14분 걸린다. 물론 애초에 장거리 노선을 타겟으로 상정한 채 수요를 공급하는 요소 중 하나로 구성했지만, 어느 정도 들어간 사업비에 비해 사용 가능한 노선이 한정적이고, 단거리 노선도 추가시키자니 안정성과 비용 때문에 수요가 낮아서 타는 사람이 없게 되고, 그래도 운행을 해야 하니 콩코드처럼 몇 년간 돌아가다가 결국 중단할 거란 회의론이 대두하고 있다.[46]
8. 여담
보카치카에 스타십 전용 우주센터를 짓기까지 많은 문제가 있었으나 그 중 특히 문제가 되었던 것은 주변에 사는 주민들을 설득하는 것이었다. 이는 아직 진행형이며 문제는 아직까지 해결되지 않았다.보카치카 상황을 전달하는 NASASpaceflight 유튜브 채널에 매일같이 올라가는 동영상을 찍는 사람도 보카치카 주민중 한 사람이며 매일 트위터와 유튜브로 우주센터에서 일어나는 일들을 전세계 사람들에게 전해주고 있다.[47] 이러한 문제에 대해 주민들과 직접 인터뷰한 매체가 있으며 내용을 보면 이들이 현재 가지고 있는 고민과 고통을 잘 설명해주고#있다
2021년 텍사스 대한파 및 정전 사태 당시 급격한 기온 하강으로 기절한 바다거북들 중 일부를 보카치카의 시설에 수용하고 난방 설비를 공급한 바 있다.#,#
2021년 4월 중국이 스타십을 거의 그대로 배낀 듯한 새로운 로켓 콘셉트를 공개했다.
2021년 8월 25일 제작 밎 발사를 소재로 한 보드게임이 만들어졌다.
2023년 4월 기준 시험 발사를 거친 발사체 중 가장 뛰어난 성능을 가졌다. 상용화에 성공한다면 의심의 여지 없이 가장 강력한 발사체가 될 예정이다.
시험발사중 로켓이 연달아 덤블링을 하다 폭발하자, 꼭 Kerbal Space Program에서 부품간 연결 문제로 휘어져 돌다 폭발한 것 같아 관련 게이머 사이에서 화제가 되었다.[48]
<다른 초대형 발사체와의 비교>
| Saturn V | SLS | Starship | |||
| Block 1 | Block 1B | Block 2 | |||
| 높이 | 110.6 m | 98 m | - | 111 m | 121 m |
| 지름 | 10.1 m | 8.4 m [49] | 9 m | ||
| 질량 | 2,822 t ~ 2,965 t | 2,610 t | 5,000 t | ||
| LEO 페이로드 | 140 t [50] | 95 t | 105 t | 130 t | 150 t [51] |
| TLI 페이로드 [52] | 43.5 t | > 27 t | 42 t [53] | 46 t [54] | -[55] |
| 최대 추력 [56] | 34,500 kN | 39,000 kN | 39,500 kN | 41,000 kN | 74,400 kN |
[1] 스타십 V1 기준 재사용 페이로드[2] 스타십 V2 기준 재사용 페이로드[3] 스타십 V2에서부터는 우주에서의 스타십 시스템 간 지구 궤도 상 연료 재보급 능력이 탑재된다. 연료 재급유는 스타십이 지구 밖 천체에 단발성이 아니라 경제성 있는 화물 수송을 하기 위해 필수적으로 가져야 하는 능력인데, 연료 재급유 능력이 개발되면 지구 궤도(LEO)와 지구 밖 궤도 및 행성간 화물 수송에 있어서 가용 가능한 화물의 양이 같아진다![소모성] 재사용 없이 시스템 소모 시[5] 스타십 V3 기준 재사용 페이로드[소모성] 재사용 없이 시스템 소모 시[7] 케네디 우주센터 인근에서 생산된 발사 타워 모듈을 스타베이스로 옮기고 있고, 이후 이전의 suborbital pad 자리에 2번째 발사대를 건설할 예정이다. 현재는 지반 기초 공사를 진행 중이다.[8] 팰컨 헤비와 드래곤 2 장착 팰컨 9 전용으로 사용 중인 LC-39A 발사대 남동쪽 공터에 스타십 전용 런치 패드를 만들고 있다. 2023년 10월 중순 기준 타워 구조물은 모두 완공되었고 기타 시설 공사가 진행 중이었다가 현재 더 중요한 보카치카 스타베이스의 2번째 발사대 건설에 집중하기 위해 일시 중지된 상태다.[9] 델타 IV 헤비의 퇴역으로 ULA가 임대한 발사장을 반납하면 그 곳에서 미국 우주군을 위한 스타십을 발사할 계획이다.[10] NASA의 SLS 로켓도 저궤도 수송량 100톤급을 노리고 개발 중이다.[TVC장착] TVC장착[12] NASA가 오리온이랑 도킹하여 화성까지 보낼 보급용 모듈. 대개는 ISS 모듈들의 개량판이지만 미션 종류에 따라 여러가지 패키지가 제안되고 있다. NASA는 새로 만드는 오리온과 달리 보급용으로는 BFR 같은 완전 듣도보도 못한 신형 패키지를 만들지는 않을 예정이라 아직은 천천히 이것저것 끼워넣어가면서 연구만 하는 중이다. 반면 SLS를 까는 과학자들은 발사체에만 목매지 말고 이런 보급선에도 투자되기를 바라고 있다.[13] 머스크는 이 물건을 표현하면서는 Space"craft"가 아닌 Space"SHIP"이라는 표현을 강조하고 있다.[14] 화성의 대기성분의 90%이상인 이산화탄소를 반응시켜 얻거나, 대기 중 메탄을 모아서 정제한다. 이 기술에 대한 연구는 2000년대 초반에 시작해서 현재 완료단계에 있다. In-Situ Resource Utilization(ISRU)의 일종인데, 한국어로는 우주현지자원활용이라고 한다. 다만 ISRU가 연료생산에만 한정되는 것은 아니며 넓게는 달이나 화성에 있는 자원을 문자 그대로 활용하는 모든 방면에 대한 연구이기 때문에 일부는 한국도 개발에 박차를 가하고 있다. 특히 외계천체에 현지자원을 활용한 정주기지 건설 분야에서 한국은 두각을 나타내고 있다.[15] 아르테미스 계획에서는 지구 복귀 기능을 생략한 간략화되고 소형화된 버전의 달 착륙선 개념의 스타십이 쓰일 예정이지만 스타십 오리지널 버전의 달 착륙 스펙은 여전히 문서 상에 존재하고 있다. 향후 루나 게이트웨이를 이용하지 않는 지구-달 직접 수송 수요의 창출 가능성을 배제하지 않는 것으로 보인다.[16] payload는 LUVOIR 우주 망원경[17] 상업 발사용, 즉 페어링에 페이로드를 담고 발사되는 팰컨 9 및 팰컨 헤비를 대체한다. 이것 이외에도 로봇 팔이나 그물 등을 설치하면 우주 쓰레기 처리나 인공위성 회수, 나아가 행성간 여행도 가능한 능력을 살려 고궤도 우주망원경 수리까지 가능할 것으로 보인다. 사실 이쯤 되면 대량의 화물을 한번에 궤도에 올리면서 재사용까지 되는, 모든 부분에서 우주왕복선의 부활이라 봐도 무방해진다. 고전적인 로켓의 형태인지라 그 특이한 형상으로 인해 일어났던 참사들이 벌어질 확률이 획기적으로 낮아진 건 덤.[18] 드래곤 화물선 및 크루 드래곤을 대체한다. 다만 국제우주정거장의 크기가 축구장 크기에, 그마저도 거주모듈은 훨씬 작아 스타십이 상용화되면 아예 민간 우주정거장(과학적 목적보다는 우주 호텔이나 리조트 등 상업적인 목적으로)을 건설하게 될 지도 모른다. 애초에 국제우주정거장 2호를 짓는다 해도 Starship의 페이로드 정격중량을 이용해 지을 게 뻔해 보인다.[19] 제임스 웹 우주 망원경을 직접적으로 언급한 것은 그 크기가 매우 크다는 점도 있겠지만, 라그랑주점까지 위성 배치 후 되돌아올 수 있다는 점을 어필한 것으로 보인다.[TVC장착] [21] 엘리베이터가 고장이라도 나면 우주비행사들은 우주선에 다시 탑승할 방법이 없을까, 라는 걱정이 들 수 있겠지만, 엘리베이터가 고장나더라도 꼼짝없이 땅에 갇혀 다시 올라갈 방법이 없는 건 아니다. 달은 중력이 지구의 1/6이고 체력조건이 매우 좋은 사람들이라 그냥 달 표면까지 내려진 엘리베이터 줄 타고 오르거나 감속비가 큰 수동 동력으로 윈치를 감아올리는 장치를 붙이면 된다. 달의 중력에서는 우주복을 입은 우주인의 몸무게까지 고려하더라도 케이블 하나와 수동식 래칫 정도만 있으면 충분히 탑승구까지 올라갈 수 있다.[22] 롤러코스터보다 작지만 더 오래간다는 문제가 있다.[23] 다만, 콩코드의 실패와 퇴역의 원인이 소닉붐과 연료비용만이 아니라 단정하기는 어렵다. 9.11 이전까지는 나름 흑자노선으로 운영되었지만 9.11과 콩코드 추락사고 이후 강화된 규정에 의한 유지보수비용과 보안비용의 상승, 항공 수요의 감소와 같은 여러가지 요인이 공존하고 우주를 통하는 이상 이 부분이 더 엄격해지면 엄격해졌지 단순화되어 비용이 내려가기는 매우 어려울 것이기 때문이다. 일단 이런게 우주에 막 날아다니면 탄도미사일을 감시해야 하는 각국의 안보 기관들이 좋아할 리는 없다.[A] 핫 스테이징 링 미포함 시 69m[25] 이전에는 29개였다[26] V2 랩터 엔진 기준. 개발 중인 V3로 업그레이드 할 경우 8240tf.[A] [28] 2016년 9월 26일, ITS 공개에 앞서 연소 시험에 성공했다. 2021년 12월 기준으로 현재 슈퍼 헤비 B4에 장착된 해수면 랩터엔진 1의 추력은 하나당 185톤(약 1850KN)이며 슈퍼 헤비 B4 이후 장착될 랩터엔진 2는 230톤(약 2300KN)이며 다단식 연소 사이클이다.[29] 성능 개선이 이루어져 설계, 안전성, 가성비 등을 고려해 엔진 장착 개수가 상황에 따라 바뀌고 있다.[30] 엔진 추력체 자체를 유압 프레스로 움직여 로켓의 진행 방향을 조절하는 것.[31] Booster 9 이후 모든 슈퍼 헤비는 전자식 TVC를 장착해 더 안정적이고 훨씬 빠른 방향전환이 가능하다.[32] 어디까지나 상대적인 의미. 몇 달 몇 년씩 기다릴 것이 없다는 의미에서 우주개발의 전례에 비하면 '즉시'라 할 만하다 뿐이지, 말 그대로 자동차처럼 기름 넣고 바로 출발하는 식의 '즉시'는 아니다.[33] 아무리 스테인리스 소재라 하더라도 겨우 3mm두께로 어떻게 로켓의 외형이 유지되느냐는 의문을 품을수있지만 일단 스타십의 연료탱크 및 외벽의 재료인 304L스틸은 총알을 막아내는 내구도를 가진데다가 로켓 연료탱크의 내부 압력이 연료탱크 안쪽으로 받는 힘에 대해서 내성을 가지게한다. 마치 공기로 꽉 찬 풍선을 생각하면 이해가 쉽다. 그렇기때문에 압력이 제거된상태에서 외부에서의 힘이 작용하면 찌그러지듯이 무너지는 형태의 파손이 일어난다.[34] 덧붙이자면 KSLV-I 나로에 사용된 1단 연료탱크의 두께는 2mm로 스타십의 연료탱크가 절대 얇은두께가 아니다[35] 원래는 Landing burn인데 Suicide burn이라 하는 이유는, 팰컨 9이 착륙할 때 쓰는 엔진의 최소 추력이 로켓의 무게를 넘을만큼 강해서 호버링을 할 수 없기 때문이다. 호버링이 안되면 엔진추력을 계산해서 정확한 타이밍에 점화해야 로켓이 다시 떠오르거나 지면에 격돌하지 않기 때문에, 이 극악한 난이도가 마치 스스로 불지옥행 열차를 타러간다는 듯 하여 Suicide burn의 유래가 되었다.[36] 구 버전 스타십의 컨셉트 영상에서는 팰컨9과 마찬가지로 그리드핀이 접힌 상태로 발사되는 것으로 그려졌다.[37] 케네디 우주센터 LC-39A 발사장 우측에 건설 중이다.[38] 물론 초창기에는 베테랑 우주비행사들로 이루어진 수명~수십명으로 시험비행을 할 것이다. 이들이 비판하는 부분은 100여 명의 민간인 이주 지원자들에 대한 부분이다.[39] 예를 들어 몇 년 전까지 우주비행사들은 라식 수술을 통한 시력교정도 금지항목이었다. 각막이 얇아지면 안압 상승에 취약해질 수 있다는 이유였다.[40] 예를 들어 아바타(영화)에서는 언옵티늄이라는 엄청난 가치의 광물을 얻기 위해 수 년의 우주항해와 토착생명체의 위협이라는 리스크를 안고도 우주 개척에 나선다.[41] 이 환경평가는 2022년 6월이 되어서야 허가가 내려졌다.[42] 애초에 이 정도만 태워서 스타십을 한 번 쏘는 데 드는 비용을 감당하지 못할 수도 있다.[43] 실제 스타십이 나온건 아니니 이 시간 예측은 아주 크게 틀릴 수 있다.[44] 영상에서 나온것처럼 뉴욕>상하이 노선이라고 하자[45] 탑승할때는 탑승수속당시 수하물을 미리 옮겼다고 할 수 있지만, 착륙은 다 같이 내리니 10분 더 걸린다고 하자.[46] 다만 콩코드에 비해 노선 선정의 어려움은 상대적으로 덜 하다. 콩코드는 소닉붐 때문에 육지 위를 지나는 노선은 개설이 불가능했고 연비가 안 좋아서 태평양 횡단 노선 등 주요 장거리 노선도 대부분 포기해야 했다. 반면 스타십은 궤도비행을 하기 때문에 발사/착륙장 주변을 제외하면 소음 문제에서 자유롭고 비행 거리에도 제약이 없다.[47] 특히 매일 우주센터가 어떻게 발전하고 있는지 영상으로 보여준다. 영상이 매일 올라올 수 있는 이유는 기지의 작업 속도가 굉장히 빠르기 때문이다.[48] 꼭 국내에서만의 현상이 아니라, NASASpaceflight와 같은 전문 중계 채널도 발사 종료후 KSP를 언급했다[49] 코어 스테이지 단독 5.1 m[50] 아폴로 사령선, 기계선, 달 착륙선 등 기타 장비의 무게를 포함한 값[51] 스타십 본체 재활용하지 않을 시 250 t[52] 달 전이궤도[53] Crew 버전 38 t[54] Crew 버전 43 t[55] 궤도 재급유 시스템 덕분에 LEO와 그보다 더 높은 궤도의 페이로드에 거의 제한이 없다.[56] 해수면 기준