지상 데이터센터 한계, 우주서 답 찾는다

'K-우주 데이터 주권' 확보 사활

누리호 활용해 국산 반도체 기술 등 검증

[시사저널e=송주영 기자] 정부가 오는 2030년까지 우주 환경에서 데이터 센터 핵심 기술 실증을 마치고 2035년엔 실제 서비스가 가능한 '마이크로 우주 데이터 센터' 시제기를 발사할 계획이다. 인공지능(AI) 수요 폭증으로 인한 지상의 전력 및 냉각 문제를 우주에서 해결하고 국가 데이터 주권을 지키려는 전략이다.

김진희 우주항공청 인공위성부문장은 20일 서울 여의도 국회의원회관에서 열린 ‘우주데이터센터 포럼’ 출범 국회토론회에서 ‘K-문샷 우주 데이터 센터 프로젝트’ 로드맵을 설명하며 “우주데이터센터 핵심 소자를 큐브 위성으로 먼저 검증하는 작업이 누리호 발사를 통해 지속된다”고 설명했다.

김진희 우주항공청 인공위성부문장은 20일 서울 여의도 국회의원회관에서 열린 ‘우주데이터센터 포럼’ 출범 국회토론회에서 주제 발표를 하고 있다. / 사진 = 송주영 기자

국산 메모리 제품들도 탑재돼 우주에서 검증 작업을 거칠 전망이다. 메모리 뿐만 아니라 우주 데이터센터 중 중요한 요소인 전력반도체, 통신반도체, 저장장치 등 검증도 이뤄질 전망이다.

김 부문장은 “메모리의 경우 누리호 4차 발사 때는 삼성전자의 제품을, 5차 발사 때는 SK하이닉스의 제품을 탑재한다. 이어 2027년 예정된 6차 발사에는 SK하이닉스 및 엔트로피의 제품을 타겟으로 검증을 진행할 예정에 있다”고 설명했다.

우주 데이터센터는 AI 수요 폭증으로 지상 데이터센터가 전력 소모와 냉각 용수 확보가 한계에 도달한 가운데 추진된다. 메모리 반도체의 내방사선 성능 확보가 데이터센터 성패를 가를 전망이다.

전 세계는 이미 우주 데이터센터 구축 경쟁을 시작했다. 미국의 경우 스페이스X, 블루오리진 등 민간 주도로 우주 데이터센터 개발을 추진하고 있고 유럽도 장기 디지털 기반시설로 프로젝트를 수행하고 있다. 중국은 우주 AI 전력 인프라 통합으로 향후 5년 이내 우주 데이터센터 구축을 추진하고 있다.

20일 서울 여의도 국회의원회관에서 ‘우주데이터센터 포럼’ 출범 국회토론회가 열렸다. / 사진 = 송주영 기자

우리나라도 K문샷 프로젝트 중 일부 과제로 우주 데이터센터 기술 개발 경쟁에 뛰어들었다. K문샷은 AI 기술 생산성을 높이는 것을 목표로 다음달 추진단을 발족할 예정이다. 우주 데이터센터 구축 프로젝트도 기술 검증 작업에 나섰다.

김 부문장은 “우주는 지상과 달리 방사선 환경이 가혹하기 때문에 여기에 견딜 수 있는 내방사선 성능이 필수”라며 “설계 개념으로서 이중화라든지, 오류 성능 자기 치유 기능 등을 가진 반도체를 개발해야 한다. 이를 국내 기업들과 함께 검증하여 우주에서도 안정적으로 작동하는 데이터 인프라를 구축하겠다”고 강조했다.

정부는 2030년까지 시스템 통합 성능을 확인하기 위한 확장형 검증 플랫폼도 운영한다. 추진 중인 검증 플랫폼 위성의 임무 하중은 약 300~388kg까지 고려하고 있다.

김 부문장은 “플랫폼 위성은 총 68개의 패널을 탑재할 수 있는데 한 패널당 약 37kg 정도를 탑재할 수 있어 국내 산업계가 개발한 데이터 처리 및 저장 모듈을 충분히 검증할 수 있는 규모”라며 “군집형 위성 구성을 위해 위성 간 통신(ISL) 기술이 중요한데, 100Gbps 이상의 전송 속도와 정밀 빔 스티어링 기술을 확보하여 궤도상에서 거대한 데이터 네트워크를 형성할 것”이라고 설명했다.

우주 공간은 대류가 없어 열 방출이 극도로 어렵다. 이에 따라 열 제어 시스템이 어려운 기술로 꼽힌다. 이를 해결하기 위해 대용량 방열 기술과 전력 제어 핵심 기술 개발 사업도 추진한다.

김 부문장은 “AI 반도체는 작은 면적에서 막대한 열이 나오는데, 우주에서는 복사 방식으로만 열을 뺄 수 있다”며 “이를 해결하기 위해 대용량 방열 기술과 전력 제어 핵심 기술 개발 사업에 착수한다. 또한 막대한 전력을 공급하기 위해 고효율·저비용의 페로브스카이트 태양 전지를 유망한 후보로 보고 실증을 준비 중”이라고 설명했다.

정부는 오는 6월부터 1년간 ‘우주 데이터 센터 핵심 기술 및 로드맵 초안 수립’을 위한 기획 연구에 착수한다.

김 부문장은 “세계가 빠르게 움직이고 있기 때문에 단계별로 가기보다는 할 수 있는 모든 기술적 카드를 펼쳐놓고 병행 추진하는 ‘심각한 운영’ 체제를 가동하겠다”고 밝혔다.