스페이스X 스타십 13차 시험비행, 상단부 연착수·스타링크 V3 배치 시험 성공

슈퍼헤비 부스터는 엔진 재점화 문제로 경착수…완전 재사용 기술은 추가 검증 필요

미국 우주기업 스페이스X가 차세대 초대형 우주수송체 스타십의 13번째 통합 시험비행을 실시해 상단부 대기권 재진입과 인도양 연착수, 차세대 스타링크 위성 배치 시험에서 주요 목표를 달성했다. 다만 1단 추진체인 슈퍼헤비는 귀환 과정에서 일부 엔진이 재점화되지 않아 계획보다 빠른 속도로 해상에 충돌했다.

스페이스X에 따르면 스타십은 현지시간 2026년 7월 24일 오후 5시 51분 미국 텍사스주 스타베이스에서 발사됐다. 한국시간으로는 7월 25일 오전 7시 51분이다. 이번 비행은 스타십과 슈퍼헤비의 3세대 설계인 V3가 투입된 두 번째 시험이며, 전체 스타십 통합체를 기준으로는 13번째 비행이다. 미국 연방항공청은 앞선 12차 시험비행 사고 조사를 마치고 안전·허가 요건을 충족하는 조건으로 이번 발사를 허용했다.

스타십 V3의 전체 높이는 약 124m로, 일반적인 아파트 40층 안팎에 해당한다. 스페이스X는 이 기체가 완전 재사용 구성에서 우주로 약 100톤의 화물을 운반하도록 설계됐다고 설명한다. 다만 100톤은 스타십 V3의 설계상 수송 능력이며, 이번 비행에서 100톤의 화물을 실제로 궤도에 투입했다는 뜻은 아니다. 이번 임무는 지구 궤도에 장기간 머무르지 않는 준궤도 시험비행으로 진행됐다.

발사 약 3분 뒤 상단부 스타십과 슈퍼헤비 부스터가 분리됐다. 스타십은 이후 계획된 비행경로를 따라 우주 공간까지 상승한 뒤 차세대 스타링크 V3 시험위성 20기를 한 기씩 방출했다. 위성들은 약 200㎞ 고도에서 분리된 뒤 레이저와 무선통신 장비를 작동시켰으며, 스페이스X는 모든 위성과 교신하고 데이터를 수신했다고 밝혔다.

다만 이번에 방출된 위성들은 실제 스타링크 위성망에 편입된 운용 위성이 아니다. 20기 모두 스타십과 같은 준궤도 경로를 따라 비행하도록 설계됐으며, 약 20분 동안 통신과 장비 작동을 시험한 뒤 대기권에 재진입해 계획대로 소멸했다. 따라서 이번 결과는 ‘스타링크 V3 위성 20기를 정식 궤도에 배치했다’기보다 실제 크기의 차세대 위성을 우주에서 분리하고 통신하는 절차를 검증했다고 표현하는 것이 정확하다.

위성 가운데 6기에는 스타십의 열차폐 장치를 촬영하기 위한 카메라가 탑재됐다. 이 장비들은 스타십이 대기권으로 돌아오는 과정에서 열차폐 타일과 기체 상태를 관측하고 관련 데이터를 지상으로 전송했다. 스페이스X는 일부 타일에 센서를 설치하거나 의도적으로 다른 조건을 적용해 높은 속도와 압력, 대기권 재진입 열이 기체에 미치는 영향을 시험했다.

스타십 상단부는 약 1시간 동안 비행한 뒤 발사 지점에서 1만6천㎞ 이상 떨어진 인도양 상공으로 진입했다. 이후 기체 방향을 수직으로 전환하는 플립 기동과 착수용 엔진 연소를 수행해 낮은 속도로 바다에 내려앉았다. 기체는 착수 이후 폭발하지 않고 수면에 떠 있는 상태로 원격측정 데이터를 계속 전송했다. 스페이스X는 이번 결과를 스타십 시험비행 가운데 가장 안정적인 해상 착수이자 열차폐 장치 데이터를 확보하기에 이상적인 결과로 평가했다.

반면 슈퍼헤비 부스터의 귀환 과정에서는 문제가 확인됐다. 부스터는 상단부와 분리된 뒤 멕시코만의 예정 해역으로 돌아왔으나, 착수 직전 감속을 위해 다시 점화해야 했던 엔진 가운데 5기가 정상적으로 작동하지 않았다. 충분히 속도를 줄이지 못한 부스터는 계획보다 강하게 해수면에 충돌했다. 앞선 12차 시험에서도 일부 엔진이 재점화되지 않아 부스터의 안정적인 해상 착수에 실패한 바 있다.

이에 따라 이번 비행을 스타십 전체 시스템의 ‘완전한 성공’이나 ‘손상 없는 착륙’으로 표현하는 것은 정확하지 않다. 손상 없이 바다에 내려앉아 떠 있었던 기체는 상단부 스타십이며, 1단 슈퍼헤비는 감속 착수 목표를 달성하지 못했다. 다만 개발 단계의 시험비행이라는 점을 고려하면 상단부의 위성 배치, 우주 공간 엔진 재점화, 대기권 재진입, 열차폐 장치 검증과 연착수를 완료한 것은 중요한 기술적 진전으로 평가할 수 있다.

이번 임무에 투입된 스타링크 V3는 기존 세대보다 통신 용량과 처리 성능을 높인 차세대 위성이다. 스페이스X는 향후 스타십을 이용해 V3 위성을 대량 발사하고, 기존 지상 이동통신망이 닿지 않는 지역에서 일반 휴대전화가 위성과 직접 연결되는 서비스를 확대한다는 구상이다. 그러나 이번 20기는 기술검증용으로 소멸했기 때문에 현재 약 1만 기 규모인 스타링크 운용망의 위성 수가 이번 시험으로 늘어난 것은 아니다.

스타십은 스페이스X의 위성 발사 사업뿐 아니라 미국 항공우주국의 유인 달 탐사 계획에도 사용될 예정이다. NASA는 스페이스X와 함께 스타십 기반 유인 달 착륙선인 휴먼 랜딩 시스템을 개발하고 있으며, 이를 아르테미스 3·4 임무의 달 궤도와 표면 사이 운송수단으로 활용할 계획이다. 스페이스X는 장기적으로 스타십을 달 기지 건설과 화성 유인 탐사에 활용한다는 목표도 제시하고 있다. 다만 이러한 계획이 실현되려면 지구 궤도 비행, 궤도상 연료 주입, 반복 재사용과 유인 안전성 검증 등 추가적인 개발 단계가 필요하다.

이번 비행은 당초 7월 16일 시도됐으나 일부 랩터 엔진이 정상적으로 작동하지 않아 발사 직전 중단됐다. 스페이스X는 관련 엔진을 교체한 뒤 다시 발사를 준비했지만, 7월 23일에는 열대성 폭풍의 영향으로 짙은 구름이 형성돼 일정을 하루 더 연기했다. 이후 24일 발사에서는 전체 33개 부스터 엔진이 정상적으로 점화되면서 이륙과 초기 상승이 진행됐다.

종합하면 스타십 13차 비행은 상단부의 재진입·연착수와 스타링크 V3 배치·통신 시험에서 뚜렷한 성과를 거둔 개발 시험이었다. 동시에 슈퍼헤비 부스터의 엔진 재점화와 저속 착수 문제는 아직 해결되지 않았다는 점도 확인됐다. 따라서 이번 결과는 상단부 중심의 주요 시험 성공이자 완전 재사용 시스템으로 가는 중간 단계로 평가하는 것이 가장 사실에 부합한다.