SpaceX의 초대형 로켓 "Falcon Heavy"가 소형 엔진을 탑재한 이유

2018년 2월 6일 발사에 성공했던 SpaceX의 "Falcon Heavy"는 3기의 부스터를 사용하여, 지구의 중력권을 탈출하는 추진력을 얻었었지만, 1기의 부스터는 9기의 소형 엔진을 탑재하고 있다.



즉, 총 27기의 엔진을 적절히 조정하여 발사에 성공했다. 과거의 역사를 거슬러 올라가 봐도 "Falcon Heavy" 이외에 10기 이상의 엔진을 탑재 한 로켓 발사가 성공한 적은 없었고, 전인미답의 기록임을 알 수 있다. 왜 "Falcon Heavy"가 복잡한 디자인 정책을 채택했는지, 그 이유에 대해 SpaceX의 CEO 인 앨런 머스크 씨는 다음과 같이 말했다.


과거 9개 이상의 엔진을 탑재해, 발사에 성공한 로켓은 SpaceX의 "Falcon 9"과 Rocket Lab의 "Electron"의 2개 뿐이다. 따라서 "Falcon Heavy"의 27기의 엔진을 제어하고 발사에 성공했다는 실적은 향후 로켓 개발을 더 전진 할 것으로 예상된다. 1969년 ~ 1972년까지 소련에서는 30기의 엔진을 사용한 "N-1"의 발사를 여러번 시도했지만, 모두 실패로 끝난 사실이 있다.





머스크 씨는 "N-1 로켓의 실패가 있었음에도 불구하고, 엔진을 많이 탑재하는 것에 대해 불안했던 것은 없었습니까?"라는 질문에 대해 "우려 등은 없었습니다. N-1 실패는 주로 항공의 문제로, 엔진에서 화재가 있었다고 기억하고 있습니다"라고 답했고, 50년의 세월이 경과 한 현재는 "SpaceX라면 더 잘 할 수있다"라는 확신이 있었던 것 같다.


머스크 씨는 9기의 엔진을 탑재 한 "Falcon 9" 로켓을 개발함으로써 더 큰 로켓을 지구 중력권을 탈출 시키기 위해 엔진을 27개까지 확장 할 방침을 내세우고 있다. "왜 1대의 엔진을 강력하게 하는것이 아니라, 확장하기로 했는지"에 대해서는, 머스크는 컴퓨터 시스템을 예로들며 설명했다.


"Google과 Amazon의 경우, 컴퓨터의 고장 등으로 수가 줄어도 서비스의 내용이나 성능, 응답에 거의 영향을 주지 않습니다. 이는 다수의 소형 컴퓨터로 실현되고 있기 때문입니다. 즉, 메인 프레임 같은 하나의 대형 컴퓨터를 사용하는 기존의 방식은 "기계의 고장=시스템 정지"가 되어 버리는 것입니다"



머스크 씨에 따르면, "다수의 소형 컴퓨터를 사용하여 시스템을 만들어 낸 경우, 고성능 컴퓨터를 사용하는 것보다, 더 효율적이고 빨리 만들어 낼 수 있기 때문에, 매우 스마트합니다. 이것은 로켓 엔진에 대해서도 마찬가지 입니다."




"즉, 중복되지 않는 강력한 엔진 1대를 시간을 들여 만드는 것보다, 작은 엔진을 많이 사용하여 중복같은 규모의 강력한 엔진을 완성하는 편이 비용 효과도 높습니다"라고 말하고 있다. 실제로 "Falcon Heavy"는 최대 6기의 엔진이 고장 나더라도 발사 가능하도록 설계되어 있다고 한다.



"Falcon Heavy"이 성공은, SpaceX가 다음을 준비하고 있는 대형 로켓 "Big Falcon Rocket"(BFR)의 성공에 도움이 된다. 현재 BFR은 SpaceX의 본사가 있는 캘리포니아 주 호손에서 개발 중이라는 것. BFR용으로 개발 된 부스터는 "Falcon Heavy"보다 4개 더 많은 총 31개의 엔진이 탑재 될 예정이다.


또한 엔진 1기당 해수면 추력은 "Falcon Heavy"의 2배의 성능으로 되어있다. 이 BFR 발사가 성공하면 더 강력한 로켓이 등장한다는 것이다.