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<tablewidth=100%><tablebgcolor=#ffffff,#1f2023> 우주발사체 | ||
| 소형발사체 | 팰컨 1R | ||
| 중형발사체 |
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| 대형발사체 | 팰컨 9 | ||
| 초대형발사체 | 팰컨 헤비 ‧ 스타십 | ||
| 우주선 | |||
| 지구궤도 | 드래곤 1R ‧ 드래곤 2 | ||
| 달 탐사용 | 드래곤 XL‧ 스타십 (달 착륙 개조형) | ||
| 타 행성 | 스타십 우주선 | ||
| 시험기 | |||
| 팰컨9 개발 | 그래스호퍼 ‧ F9R | ||
| 스타십 개발 | 스타십 호퍼 (스타호퍼) | ||
| 엔진 | |||
| 팰컨 시리즈 엔진 | 멀린 엔진 ‧ 드라코 스러스터 | ||
| 스타십 엔진 | 랩터 엔진 ‧ { 1337} | ||
| 드래곤 엔진 | 슈퍼 드라코 스러스터 ‧ 드라코 스러스터 | ||
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※ 윗첨자R: 퇴역 기체 ※ {중괄호}: 개발 예정 ※ |
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현재 주요 우주 개발 프로젝트 | ||
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| 루나 게이트웨이 | 화성 개척 | 아르테미스 계획 | |
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Falcon Heavy | Europa Clipper
(문서로) (GO)
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D[dday(2024-10-15)][1] KSC, LC-39A |
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| 발사 라이브 | |
| NASA 웹케스트 |
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팰컨 헤비 Falcon Heavy |
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| <colbgcolor=#005288><colcolor=#ffffff> 기능 |
부분 재사용 가능한 헤비 리프트 슈퍼 헤비 리프트 발사체 |
| 제조업체 | 스페이스X |
| 원산지 국가 |
[[미국|]][[틀:국기|]][[틀:국기|]] |
| 발사 당 비용 |
재사용 가능: 9,700만 달러(2022년) 소모품: 미화 1억 5천만 달러(2017년) |
| 크기 | |
| 높이 | 70 m (230 ft) |
| 폭 | 3.66 m (12.0 ft) (각 부스터) |
| 너비 | 12.2 m (40 ft) |
| 질량 | 1,420 t (3,130,000 lb) |
| 총 단 수 | 2.5단 |
| 용량 | |
| 지구 저궤도 페이로드 | |
| 궤도 경사도 | 28.5° |
| 질량 | 63.8 t (141,000 lb) (이론적) |
| 정지 천이 궤도 페이로드 | |
| 궤도 경사도 | 27.0° |
| 질량 | 26.7 t (141,000 lb) (이론적) |
| 화성 전송 궤도 페이로드 | |
| 질량 | 16.8 t (37,000 lb) |
| 명왕성 페이로드 | |
| 질량 | 3.5 t (7,700 lb) |
| 관련 로켓 | |
| 기준 | 팰컨 9 |
| 비교 대상 | 델타 IV 헤비 · 뉴 글렌 · 새턴 C-3 · Space Launch System · 벌컨 센타우르 |
| 발사 역사 | |
| 상태 | 운용 중 |
| 발사장 |
케네디 우주센터, LC-39A 반덴버그 우주군기지, SLC-6 (향후) |
| 총 발사 | 10 |
| 성공 | 10 |
| 착륙 |
부스터 : 16번 (성공 : 16번 / 실패 : 0번) 1단 : 3번 (성공 : 1번 / 실패 : 2번) |
| 첫 발사 | 2018년 2월 6일 |
| 최근 발사 | 2024년 10월 14일 |
| 승객/화물 유형 |
프시케(탐사선) 유로파 클리퍼 루나 게이트웨이 낸시 그레이스 로먼 우주 망원경 |
| 부스터 | |
| 부스터 수 | 2 |
| 엔진 | 총 18개[2] |
| 최대 추력 |
해수면 : 7.6MN; 1,700,000lbf(770tf)(각) 진공 : 8.2MN; 1,900,000lbf(840tf)(각각) |
| 총 추력 |
해수면 : 15.2MN; 3,400,000lbf(1,550tf) 진공: 16.4MN; 3,700,000lbf(1,670tf) |
| 비추력 |
해수면 : 282s (2.77 km/s) 진공 : 311s (3.05 km/s) |
| 연소 시간 | 154.3 초 |
| 추진제 | 과냉각 LOX/냉각 RP-1 |
| 1단 | |
| 엔진 | 9x Merlin 1D |
| 최대 추력 |
해수면 : 7.6MN; 1,700,000lbf(770tf) 진공 : 7.6MN; 1,700,000lbf(770tf) |
| 비추력 |
해수면 : 282s (2.77 km/s) 진공 : 311s (3.05 km/s) |
| 연소 시간 | 187초 |
| 추진제 | 과냉각 LOX/냉각 RP-1 |
| 2단 | |
| 엔진 | 1 Merlin 1D Vacuum |
| 최대 추력 | 934 kN; 210,000 lbf(95.2tf) |
| 비추력 | 348s (3.41 km/s) |
| 연소 시간 | 397초 |
| 추진제 | LOX / RP-1 |
1. 개요2. 상세3. 발사 기록
3.1. 발사 목록3.2.
팰컨 헤비 시험 비행(2018)3.3.
Arabsat-6A 미션(2019)3.4.
STP-2 미션(2019)3.5.
USSF-44 미션(2022)3.6.
USSF-67 미션(2023)3.7.
ViaSat-3 Americas 미션(2023)3.8.
EchoStar 24/Jupiter-3 미션(2023)3.9.
Psyche 미션(2023)3.10.
USSF-52 미션(2023)3.11.
GOES-U 미션(2024)3.12.
Europa Clipper 미션(2024)3.13.
VIPER (그리핀 미션 1)(2024)3.14.
PPE/HALO 미션(2025)3.15.
GPS IIIF-1 미션(2025)3.16.
USSF-75 미션(2025)3.17.
USSF-70 미션(2026)3.18.
낸시 그레이스 로먼 우주망원경 미션(2026)3.19. 그리핀 미션 2 (2026)3.20. GLS-1(드래곤 XL) (2028)3.21. GLS-2(드래곤 XL) (2029)3.22. 향후 발사 일정
4. 경쟁 로켓5. 향후 업그레이드 계획6. 기타[clearfix]
1. 개요
미국의 민간 우주기업 스페이스X에서 개발해 운용 중인 초대형 발사체. 현재 개발 단계를 마치고 운용되는 스페이스X제 발사체 중 가장 강력한 스펙과 수송 능력을 자랑한다.[3] 팰컨 9의 양 옆에 기존의 1단과 거의 동일한 부스터를 덧붙인 형태이다.[4]1단에 엔진이 27개 장착되어 있으며[5] 이를 통해 기존의 가장 강력했던 로켓인 ULA의 델타 4 헤비보다 큰 추력을 낼 수 있다.[6] 단, 재활용 버전에서는 착륙에 필요한 연료와 산화제를 남기고 분리하는 것이 필수이기 때문에 페이로드에 실을 수 있는 화물의 무게가 델타 4 헤비에 밀린다.
2. 상세
본래 1단의 중앙 코어는 측면 부스터에서 연료를 공급받을 수 있어 먼저 부스터들의 연료를 우선 소진한 뒤 부스터를 분리하고 중앙부의 연료를 소모할 수 있도록 만들어질 예정이었다.[7]이렇게 설계 했을 때의 장점으로는 단순히 연료교환 없이 동시에 연소하고 동시에 분리하는 것보다 추진 성능이 크게 올라간다는 것이다. 하지만 크로스피드를 실현하기 위해서는 단순히 연료관을 연결하는 것만이 아니라 정지상태에서 초속 10km까지 엄청나게 가속하고 있는 도중에 연료를 퍼날라야 하는데, 4G 이상의 중력가속도가 가해지는 상황에서 크로스피딩 펌프를 통해 연료를 안전하게 퍼나른다는 것은 정말 어려운 과제다. 만드는 것 자체는 현재의 기술로 가능한 범위라고 예상되지만 개발 도중의 시행착오에 들어가는 비용과 시행착오를 경제적 관점에서 감당 가능한지가 문제가 되었고, 최종적으로 팰컨 헤비에서의 크로스피드 기술 구현은 취소되었다.
현재 팰컨 헤비의 경우 (Block 5까지 포함하여) 델타 IV 헤비와 같이 중앙 코어의 추력을 다운시켰다. 실제로 발사 영상을 보면 중앙 코어 연소가스의 길이가 양쪽보다 더 짧은 것을 확인할 수 있다.
시험 비행이 진행된 후 1년이 지나면서 팰컨 9이 Block 5로 업그레이드 되어 팰컨 헤비의 양산버전도 Block 5 기반으로 제작되기 시작해 Full Thrust 기반이었던 시험발사 모델은 사실상 누리호 시험발사체처럼 기술실증기로 발사한 셈이 되었다.
팰컨 헤비가 한참 설계되던 당시에는 팰컨 헤비에 크루 드래곤 캡슐을 달고 인류를 화성으로 보내는 Red Dragon 프로젝트도 동시에 구상되었으며, 이 때문에 크루 드래곤의 초창기 컨셉은 낙하산 없이 역추진 착륙을 하는 것이었다. 그러나 2017년경에 팰컨 헤비는 화물용으로 사용한다는 말이 나와 최종적으로 취소되었다. 이는 2016년경 발표된 ITS(현재의 스타십(스페이스X))이 예상외로 빠른 개발 진척도를 보여 굳이 드래곤을 보낼 필요가 없다고 판단했기 때문이다.
2.1. 발사와 착륙
전체적인 발사 및 착륙 과정은 팰컨 9과 거의 유사하며, 사이드 부스터 2개 + 코어 1단에 로켓 재사용을 위한 지상 착륙 기능이 들어가 있다.- 발사 시 사이드 부스터 2기의 엔진 100% 전개 / 코어 1단은 앞서 언급된대로 추력을 줄여서 전개한다. 케로신 + 산화제가 소모되면서 팰컨 헤비의 전체 무게가 급격히 가벼워지니 코어 1단을 이용해 속도 등을 유동적으로 조절하는 것이다.
-
발사 2분 32초 즈음 부스터 2기의 엔진 정지 및 분리 과정에 들어가는데, 이를 BECO(Booster Engine Cut Off)라고 한다. 페이로드의 중량에 따라 차이가 있으나 약 5 ~ 10%의 연료를 남기는 게 일반적. 직후 부스터 2기는 몸체 곳곳에 있는
RCS를 이용해 방향을 틀면서 엔진 3개를 점화해 약간 더 높은 고도로 올라간다. 이후 예정된 각도에 이르면 그리드 핀을 전개해 지상 착륙장을 향해 서서히 떨어지게 된다.
미회수 버전 부스터를 사용하는 경우엔 발사 3분 10초 즈음에 분리 후 착수 & 폐기한다. -
발사 3분 30초 즈음에 코어 1단의 엔진이 정지하고 2단과 분리되는데, 이를 이를 MECO(Main Engine Cut Off)한다. 이후 과정은 2번 항목과 동일한데, 차이점이라면 해상에 있는 드론쉽 방향으로 향한다는 것.
미회수 부스터 및 코어 스테이지 사용하면 훨씬 더 가속이 붙고 연료도 절약되기 때문에 발사 4분 15초 즈음에 MECO를 실행한다. - 발사 6분 30초 즈음에 부스터 2기가 성층권에 본격적으로 진입하면 엔진 3개를 점화하여 감속하는 Entry burn을 실행한다. 낙하속도가 너무 높으면 대기 마찰열에 의해 로켓이 파괴될 수 있는터라 매우 중요한 과정. 평균 5,000~7,000 km/h에서 2,500 km/h 정도로 감속하는 것으로 알려져 있다. 7분 30초 즈음엔 1단 코어도 이 과정을 그대로 실행한다.[8] 참고로 성층권 & 대류권에 있는 공기저항으로 자연스럽게 추가 감속되는 효과가 발생한다.
- 부스터 2기는 지상 착륙장과의 거리가 대략 3Km 정도로 좁혀지면 엔진 1개를 재점화하며[9] 최종 감속함과 동시에 1단 로켓 하부에 장착된 4개의 착륙기어를 펼쳐 착륙한다. 이때가 대략 발사 후 8분 30초 ~ 9분 사이다. 그리고 2단 또한 이 시점에 엔진을 정지한다.
- 9분~9분 30초 즈음에 1단 코어도 부스터와 마찬가지의 과정을 거쳐 바다에 있는 드론쉽에 착륙한다.
- 2단 로켓은 여러 번의 재점화를 거쳐 고객이 원하는 궤도에 페이로드를 올리는 게 가능하다. 현재 스펙 상으론 토성까지 화물 운송이 가능하며, 실제로 증명된 건 지구 정지궤도와 화성이다. 달 / 소행성대 / 토성 등에 화물을 보내는 계약을 여러 건 수주한 상태라 조만간 카탈로그 상 스펙에 대한 정확한 증명이 될 것으로 보인다.
현재 부스터 2기는 무조건 지상 착륙장을 이용하고 있지만, 스페이스X 측의 언급에 따르면 효율성을 위해 추후 무인 착륙선을 이용할 예정이라고 한다.
팰컨 헤비는 반덴버그 공군기지의 SLC-4E 발사장과[10] 케네디 우주센터의 LC-39A 발사장을 이용하며 관련 시설이 전부 구비되어 있다.[11] 이중 LC-39A는 인류 우주개발 역사의 한 페이지를 장식한 우주왕복선과 새턴 V를 쏘아올리던 곳으로 유명.[12] 그리고 남쪽으로 한참 아래에 있던 LC-13 발사장을 철거하고 건설한 지상 착륙장 LZ-1과 LZ-2는 사이드 부스터 전용이다.[13]
반덴버그의 SLC-4E 발사장은 지상 착륙장이 LZ-4 하나뿐이라 사이드 부스터 2기를 모두 회수하려면 추가 건설 혹은, 무인 착륙선을 3대나 띄워야 한다.
2.2. 발사 준비 및 개발 과정(2011~)
2011년, 그러니까 팰컨 9의 시험 비행을 성공한 지 겨우 1년이 지났을 때, 스페이스X에서 유튜브를 통해 팰컨 헤비의 개발 계획을 공개하였다. 이 당시에는 2013년 반덴버그 공군기지 SLC-4E 발사장에서 시험발사를 하겠다고 공약했고 실제로 발사대 개조 당시부터 팰컨 헤비의 발사를 염두에 두고 만들었다. 그러나 얼마 안 되어 2015년 9월로 미뤄졌다.여기에 2015년 6월 CRS-7 미션을 뛰던 팰컨 9가 폭발 사고를 일으키자 발사 일정을 2016년 4월로 또 미루었고, 2016년 2월이 되자 2016년 말로 지연되었다. 그 과정에서 케네디 우주센터 39A 발사장을 사용하는 계획으로 변경되었다.
ISS R&D 인터뷰에서 일런 머스크는 팰컨 헤비의 초도비행은 실패할 확률이 높다고 언급하였다 # #. 이유인 즉슨 단순히 부스터 3개를 엮는다는 발상과는 다르게 중심 부스터에 실리는 무게와 부스터가 2개가 늘어난 만큼 생기는 추가적인 진동량과 공기 역학의 변화로 예상과 다르게 개발에 많은 어려움이 있다고.
2016년 말로 예정되었던 팰컨 헤비 시험발사는 또 2017년 초, 2017년 여름, 그리고 2017년 11월까지 미뤄졌다. #
2017년 9월 2일 스페이스X 페이스북과 인스타그램에 테스트 영상과 함께 새로운 소식이 올라왔다. 텍사스 주 맥그리거의 로켓 연구 및 제작 시설에서 실제로 발사될 첫 팰컨 헤비 로켓에 쓰일 1단 부스터 3개의 발사 테스트를 모두 성공적으로 완료했다고 한다! 그중 영상에 나온 1단 부스터는 이미 국제우주정거장의 9번째 재보급 미션에 한 차례 사용된 것을 재활용한 것이라고. 인스타그램 영상
2017년 12월 20일 일론 머스크가 조립 중인 팔콘 헤비 로켓을 SNS에 공개했다. 팔콘 헤비의 첫 실물 사진이다. #
2018년 1월 3일, 스페이스X 트위터에 팰콘 헤비가 케네디 우주센터 전설의 39A 발사동에 서있는 사진을 올렸다. 이후 올라온 다음 트윗에서는 더 많은 사진을 볼 수있는 사이트 링크도 올라와 있다.
이번 발사도 연기가 잦았는데, 1월 15일 발사예정이었으나 1월 29일로 다시 연기됐다. 1월 20일 미 정부 셧다운 여파로 일정에 차질이 발생하였으나 3일만에 타결되어 1월 25일에 발사대에서 연소 시험을 가졌으며, 연소 시험 점검 완료 후 발사 날짜는 2월 6일로 발표됐다. # 발사 시각은 한국시각으로 오전 5시 45분이다.
3. 발사 기록
3.1. 발사 목록
|
<rowcolor=#ffffff> 비행 번호 |
발사일시 ( UTC) | 페이로드 | 질량 | 고객 | 가격 ( 미국 달러) |
발사 결과 |
착륙 결과 | |
| <rowcolor=#ffffff> 부스터 | 코어 | |||||||
| 1 |
2018년 2월 6일 20:45 |
일론 머스크의 테슬라 로드스터 |
~1,250 kg | 스페이스X |
해당없음 (자사 페이로드) |
성공 | 성공 | 실패 |
| 2 |
2019년 4월 11일 22:35 |
Arabsat-6A | 6,465 kg | 아랍샛 | 미공개 | 성공 | 성공 |
성공 [14] |
| 3 |
2019년 6월 25일 06:30 |
USAF STP-2 | 3,700 kg | 미국 국방부 | 1억 6,090만 | 성공 | 성공 | 실패 |
| 4 |
2022년 11월 1일 13:41 |
USSF-44 | ~3,750 kg |
미국 우주군 밀레니엄 우주 시스템 록히드 마틴 스페이스 |
1억 3,000만 (추정[15]) |
성공 | 성공 |
시도 없음 |
| 5 |
2023년 1월 15일 22:56 |
USSF-67 | ~3,750 kg | 미국 우주군 |
3억 1,700만 (신규 인프라 포함) |
성공 | 성공 |
시도 없음 |
| 6 |
2023년 5월 1일 00:26 |
ViaSat-3 Americas Arcturus G-Space 1 |
~6,200 kg |
비아샛 아스트라니스 퍼시픽 데이터포트 PSN |
- | 성공 |
시도 없음 |
시도 없음 |
| 7 |
2023년 7월 29일 03:04 |
Jupiter-3 (EchoStar-24) |
~9,200 kg | 에코스타 | - | 성공 | 성공 |
시도 없음 |
| 8 |
2023년 10월 13일 14:19 |
Psyche | ~2,608 kg | NASA (디스커버리) | 1억 1,700만 | 성공 | 성공 |
시도 없음 |
| 9 |
2023년 12월 29일 01:07 |
USSF-52 ( OTV-7) |
~6,350 kg (OTV 자체중량[16]) |
DAF RCO 미국 우주군 |
1억 4,900만 | 성공 | 성공 |
시도 없음 |
| 10 |
2024년 6월 25일 21:26 |
GOES-U | 5,000 kg | NASA | 1억 5,250만 | 성공 | 성공 |
시도 없음 |
| 11 |
2024년 10월 14일 16:06 |
Europa Clipper | 6,065 kg | NASA (행성 임무) | 1억 7,800만 | 성공 |
시도 없음 |
시도 없음 |
| - | 2025년 9월 | Griffin 미션 1 | TBA | 아스트로보틱 | 미공개 | 예정 | 예정 | 예정 |
| - | 2026년 | USSF-75 | TBA | USSF | - | 예정 | 예정 | 예정 |
| - | 2026년 | USSF-70 | TBA | USSF | 예정 | 예정 | 예정 | |
| - | 2026년 | Griffin 미션 2 | TBA | 아스트로보틱 | - | 예정 | 예정 | 예정 |
| - | 2026년 4분기 | GPS IIIF-1 | TBA | USSF | - | 예정 | 예정 | 예정 |
| - | 2027년 5월 | 낸시 그레이스 로먼 우주망원경 | TBA | NASA (발사 서비스 프로그램) | 2억 5,500만 | 예정 | 예정 | 예정 |
| - | 2027년 |
PPE & HALO ( 루나 게이트웨이 모듈 2개) |
TBA | NASA (아르테미스) | 3억 3,180만 | 예정 | 예정 | 예정 |
| - | 2028년 |
GLS-1 (드래곤 XL) |
TBA | NASA (GLS[A]) | - | 예정 | 예정 | 예정 |
| - | 2029년 |
GLS-2 (드래곤 XL) |
TBA | NASA (GLS[A]) | - | 예정 | 예정 | 예정 |
| - | TBA | TBA | TBA | 인텔샛 | - | 예정 | 예정 | 예정 |
| <rowcolor=#ffffff>※ TBA = To Be Announced (추후 발표 예정) | ||||||||
3.2. 팰컨 헤비 시험 비행(2018)
3.3. Arabsat-6A 미션(2019)
3.4. STP-2 미션(2019)
3.5. USSF-44 미션(2022)
3.6. USSF-67 미션(2023)
3.7. ViaSat-3 Americas 미션(2023)
3.8. EchoStar 24/Jupiter-3 미션(2023)
3.9. Psyche 미션(2023)
2023년 10월 13일, 화성과 목성 사이의 소행성대에 있는 소행성 프시케 탐사선인 '프시케' 탐사 미션을 수행했다.[19] 스페이스X에서 수주한 첫 NASA 심우주 미션이라는 점에서 큰 의미가 있다. 아주 멀리 탐사선을 보내야 하는 특성 상 코어 스테이지는 미회수 버전 / 부스터 2기는 재활용 버전을 사용해 기존처럼 지상 착륙장에 착륙하였다.
탐사선은 약 2년 반 뒤인 2026년 1월 말 ~ 2월 초 즈음 화성에 도착해 스윙바이로 가속한 후 2029년 8월 즈음 목적지인 프시케에 도착할 예정이다.
3.10. USSF-52 미션(2023)
2023년 12월 29일 미합중국 우주군에서 운용 중인 무인 우주왕복선 『 X-37B』의 기밀 미션을 수행했다. 이전의 USSF 미션과 동일하게 사이드 부스터는 재활용 / 코어는 착수 후 폐기되었다.
3.11. GOES-U 미션(2024)
3.12. Europa Clipper 미션(2024)
3.13. VIPER (그리핀 미션 1)(2024)
3.14. PPE/HALO 미션(2025)
3.15. GPS IIIF-1 미션(2025)
3.16. USSF-75 미션(2025)
3.17. USSF-70 미션(2026)
3.18. 낸시 그레이스 로먼 우주망원경 미션(2026)
3.19. 그리핀 미션 2 (2026)
3.20. GLS-1(드래곤 XL) (2028)
3.21. GLS-2(드래곤 XL) (2029)
3.22. 향후 발사 일정
2019년 6월 STP-2 미션 이후 2022년 10월까지 약 3년 간 팰컨 헤비의 발사가 없었다. 이는 대형 페이로드 사용 혹은 심우주로 보낼 탐사선이 흔하지 않아 의뢰를 넣은 고객들이 없었기 때문으로, 스페이스X에선 1년에 팰컨 헤비를 0~2회 발사하는 걸 평균으로 보고 있다.ㆍ2024년 4월에는 NASA의 정지궤도 기상 위성 GOES-U 미션을 수행할 예정이다.
ㆍ2024년 10월 10일에는 목성의 위성 유로파를 탐사하는 임무를 수행할 유로파 클리퍼(Europa Clipper) 탐사선을 발사한다. 계약 규모는 1억 7800만 달러로 스페이스X가 상당히 큰 폭으로 할인을 해주어 매우 싸게 계약한 편. 2020년대에 NASA가 추진 중인 우주 탐사 프로젝트 중에서 가장 중요한 유로파 클리퍼 미션은 본래 NASA가 자체 개발 중인 SLS 로켓을 통해 목성으로 보낼 가능성이 높았는데, 최종적으로 팰컨 헤비가 선택되었다는 건 그 경쟁력을 충분히 인정받았다는 점을 의미한다.
ㆍ2024년 11월에는 미국의 민간 우주기업 Astrobotic Technology의 달 착륙 탐사선 VIPER를 발사한다.
ㆍ2024년 12월부턴 아르테미스 계획에 필요한 화물 수송 미션을 다수 수행할 예정이며, 특히 달 궤도 보급선인 드래곤 XL이 페이로드에 실려 달로 향한다.
ㆍ2026년 10월엔 NASA의 낸시 그레이스 로먼 우주 망원경 미션을 수행할 예정이다.[20]
4. 경쟁 로켓
SLS가 빌빌대는 사이 NASA 전현직 관계자들 사이에서 팰컨 헤비에 주목하는 이들이 늘고 있다. 일단 재사용을 할 시 운반 가능한 페이로드의 무게는 앞서 언급된 대로 델타 4 헤비가 앞서며 신뢰도 또한 높다. 따라서 NASA는 파커 태양 탐사선을 발사할 때도 델타 4 헤비를 썼다. 게다가 외행성 탐사 등의 목적으로 위성체의 최종 속도가 중요한 경우, 2023년 초 기준 팰컨 헤비로는 델타 IV 헤비의 3단 구성 만큼 빠른 속도를 낼 수가 없다. 예를 들어 파커 태양 탐사선의 경우 지구 궤도를 이탈할 때의 속도는 거의 초속 10km에 육박하는데, 3단 로켓 구성이 없는 팰컨 헤비로는 도저히 따라갈 수 없는 속도다.그렇기에 델타 IV 라인업과 팰컨 헤비는 체급은 같지만 상호 보완적 관계라 보는 게 맞다. 델타 IV 헤비는 더 큰 중량의 위성을 쏠 때, 팰컨 헤비는 약간 작지만 더 싸게 쏘고 싶을 때 사용 가능하니 상호 보완적 관계가 맞으며, 팰컨 헤비의 등장으로 델타 IV 헤비가 팰컨 헤비를 의식할 수 없는 건 아니지만, 팰컨 9의 선전으로 퇴역에 이른 델타 IV와는 다르게 당장 델타 4 헤비가 관짝에 들어갈 운명은 아니다. 실제로 NASA 역시 오리온 우주선의 첫 시험발사를 델타 IV 헤비로 진행했으며[21] 아르테미스 1 미션은 2019년 한때 SLS 로켓을 대신하여 팰컨 헤비나 델타 헤비가 대신 사용될 것으로 보이기도 했다.
한편 2024년 1분기에 NROL-70 미션을 끝으로 델타 4 헤비가 퇴역하면서 팰컨 헤비와의 경쟁 관계는 끝나버렸다.
스페이스X와 마찬가지로 재활용 로켓 개발에 매진 중인 블루 오리진에서는 그에 맞설 대항마로 뉴 글렌을 준비 중인데[22] 델타 시리즈와 팰컨 시리즈와는 다르게 사이드 부스터를 달지 않고 스테이지 수를 3단으로 늘려 페이로드를 늘리는 설계를 취하고 있다. 팰컨 헤비와 마찬가지로 선박을 통해 1단 부스터를 회수 및 재활용할 계획이기에 ULA 로켓에 비하면 가격 방어는 가능할 것으로 예상되며 1단 연료로 액화 메탄을 사용하여 팰컨 헤비보다 재활용하기에 더 유리하다는 점이 장점으로 작용한다.[23] 그러나 2018년 즈음 뉴 글렌의 3단 로켓 옵션이 사라지고 2단 로켓의 스펙도 축소되면서 사실상 대형 로켓 시장은 팰컨 헤비와 델타 IV 헤비의 2파전으로 유지될 가능성이 커 보인다.[24] 대신 제프 베조스가 2019년 '블루 문' 달 착륙선을 공개하면서 블루 오리진이 스타십의 대항마를 준비한다는 소문이 퍼지고 있다.[25]
안가라 로켓은 비 회수형 1회용 로켓임에도 A5 기준으로 상업 발사 가격을 9천 5백만 달러에서 1억 8백만 달러로 잡고 있어 팰컨 헤비와 거의 유사한 가격이기 때문에 상업 로켓 시장에서 경쟁할 것으로 보인다.
5. 향후 업그레이드 계획
2020년 2월, 미 우주군에서 국가기밀 발사 미션용 로켓으로 팰컨 헤비를 선택했다. 이에 따라 팰컨 헤비에 기존보다 더 큰 페어링을 사용할 예정이며, 팰컨 헤비를 발사하는 케네디 우주센터 LC-39A에 이동형 수직 조립동이 설치된다. 팰컨 9와 동일하게 시내버스 1대가 겨우 들어가는 크기의 페어링을 사용해 발생한 아쉬움을 미 우주군 미션에서라도 해결할 방도가 생겼다.
이와 별도로, 유로파 클리퍼 미션을 위한 소형 3단 킥모터의 개발이 진행중이고, Sub-Scale Raptor, 즉 완전 크기가 아닌 소형화된 랩터 엔진의 탑재도 고려중이다.
6. 기타
- 머스크가 직접 공개한 팔콘 헤비의 시험발사에 든 비용은 단돈 1억 5000만 달러 밖에 안 되었다고 한다.[26] 상업발사시에는 1회 발사 가격은 9,000만 달러부터 시작한다.
- 본래 2018년에 달에 관광객 2명을 보내는데 이용할 계획이었으나, 화물용으로만 쓰기로 변경되며 무산되었다.
- NASA가 오리온 유인 우주선의 EM-1 미션 SLS 발사를 취소하며 델타 IV 헤비와 팰컨 헤비가 후보 발사체로 거론되고 있었지만, SLS 로켓 개발에 가속이 붙으면서 없는 이야기가 되었다. 하지만 스페이스 X는 NASA와 아르테미스 계획과 관련된 계약을 맺으면서 루나 게이트웨이용 무인 화물선 드래곤 XL를 제안했고 이 화물선의 주 발사체로 팰컨 헤비를 선정하였다.
[1]
한국 표준시 기준: UTC 및 동부 표준시 기준 D[dday(2024-10-14)]
[2]
부스터당 멀린 1D 9개
[3]
스타십의 개발이 완료될 경우, 이 타이틀을 물려받게 될 것이다.
[4]
델타 IV 미디엄과 헤비의 차이를 생각하면 된다.
[5]
중앙 코어 멀린 1D++ 엔진 9개 + 양 옆의 부스터 각각 멀린 1D++ 9개 = 총 멀린 1D++ 엔진 27개.
[6]
2011년 처음 발표하는 기자회견에서부터
일론 머스크는 델타 4 헤비를 넘어서겠다는 자신감을 내비쳤다.
[7]
이러한 기술을
크로스피드(cross-feeding)라고 한다.
오리온 우주선 발사 영상을 보면 알 수 있다. 크로스피드 성능이 없는 델타 IV 커먼 부스터 코어는 포트/스타보드 부스터를 떨어뜨리기 전에는 가운데 것은 57.5%까지 추력을 낮춰서 연료를 최대한 아끼지만 그 대신 크로스피드를 할 때보다 페이로드 상한선이 좀 내려간다. 물론 그것만으로도 현역 최대급이긴 하지만.
[8]
부스터보다 훨씬 더 높은 곳에서 떨어지는터라 남은 연료와 산화제를 이용해 적절한 수준으로 감속하는 게 꽤나 어렵다. 역대 팰컨 헤비 발사에서 코어 1단의 착륙이 2번이나 실패한 건 이 때문.
[9]
연료 & 산화제가 거의 떨어지기 직전이라 1개만 켜는 것.
[10]
여기서 LC는 Launch Complex의 약자다. 한국어로 번역하면 발사시설, 발사장 정도다.
[11]
근처에 있는 조립동은 팰컨 9 3대 동시에 들어갈 수 있도록 크게 설계했다.
[12]
여담으로 LC-39A에서 북쪽으로 수 Km 위에 있는 이웃 발사장인 LC-39B는 NASA의 최신형 로켓인
SLS 전용이다.
[13]
정확히는 LZ-2만. LZ-1은 팰컨 9 1단 로켓 착륙용으로도 쓴다.
[14]
다만 착륙 후 돌아오는 과정에서 넘어져 재사용은 하지 못했다.
[15]
팰컨 9 발사 2회와 팰컨 헤비 발사 1회를 2억 9,700만 달러에 통합 계약했다.
[16]
OTV에 탑재된 페이로드 중량은 공개되지 않았다.
[A]
Gateway Logistics Services;
루나 게이트웨이 물류 서비스
[A]
[19]
본래 2022년 8월에 발사할 예정이었으나, NASA의 내부적 사정으로 인해 여러 번 연기되었다.
[20]
본래 2024년에
델타 4 헤비를 이용할 예정이었으나 변경.
[21]
이는 SLS와 델타 로켓의 엔진 제작사가 에어로젯 로켓 다인으로 동일하며 소형 엔진을 클러스터링 하는 팰컨 헤비에 비해 전통적인 단일 고출력 엔진을 사용하는 델타 로켓 쪽이 SLS와 유사한 발사환경을 테스트할 수 있다는 점, 그리고 SLS 설계 역시
ULA가 주도적으로 참여하여 SLS에서 발생할 수 있는 문제를 델타 로켓을 이용해 미리 알아낼 수 있을 가능성이 훨씬 높다는 점 등을 고려할 필요가 있다.
[22]
블루 오리진 최초의 궤도 로켓이라는 의미를 담아 미국인 최초로 궤도 비행에 성공한 전설적인 우주비행사
존 글렌의 이름에서 모티브를 따 왔다.
[23]
로켓 연료로 주로 사용되는 연료인 액화 수소, 액화 메탄, 그리고 케로신 중에서 케로신만 엔진 내부에 슬러지(찌꺼기)가 남는다. 이는 로켓을 재활용한다면 그때그때 슬러지를 긁어내 가면서 써야 한다는 단점으로 작용한다.
[24]
물론 뉴 글렌의 페이로드 자체는 기존 헤비 로켓에 비교해서 상당히 우월한 수준이라 2단 로켓으로 달성 가능한 미션에서는 강력한 경쟁자로 떠오를 전망이다.
[25]
지금까지 블루 오리진의 로켓 명명법이 주로 실험기체에는 과학자들의 이름을, 실제 로켓에는 미국 우주비행사들의 이름을 붙이는 것으로 유지되다 보니, 새로운 행성간 로켓의 가칭은 '뉴 암스트롱'으로 예상된다.
[26]
링크에서 비교 대상으로 나온 델타 IV 헤비의 경우 1회 발사 비용이 4억 달러다.