“지상보다 효율 높은 태양광 활용”… 구글, 우주 AI 클러스터 계획 발표

구글 LLC가 ‘프로젝트 선캐처(Project Suncatcher)’의 구체적인 계획을 공개했다. 이 프로젝트는 인공지능 칩( TPU )을 탑재한 위성을 지구 궤도에 띄워, 우주 환경을 활용한 데이터 처리 시스템을 구축하는 것을 목표로 한다.
구글은 첫 위성 발사를 2027년으로 예정하고 있다.

지상과 달리 우주에서는 밤이나 기상 조건의 제약 없이 태양광을 안정적으로 확보할 수 있다. 이에 따라 배터리 없이도 지속적인 전력 공급이 가능해, 발사 및 운영 비용을 상쇄할 만큼의 효율을 낼 수 있다는 것이 구글의 판단이다.

“우주 기반 데이터센터의 운영 비용은 장기적으로 지상 데이터센터의 에너지 비용과 비슷한 수준까지 내려갈 수 있습니다.”
트래비스 빌스(Travis Beals), 구글 패러다임 오브 인텔리전스 연구 책임자

레이저 기반 ‘FSO’ 통신으로 위성 간 데이터 연결

프로젝트의 핵심 과제 중 하나는 여러 위성 간의 AI 연산을 어떻게 효율적으로 동기화할 것인가에 있다. 대형 언어모델은 다수의 GPU나 AI 가속기를 병렬로 연결해 작동하기 때문에, 고속 네트워크 통신이 필수적이다.

구글은 이를 위해 자유공간 광통신(FSO, Free-Space Optical Communication) 기술을 도입할 계획이다. 이는 데이터 신호를 레이저 빔 형태로 송신하는 방식으로, 초당 수십 테라비트(Tbps)에 달하는 전송 속도를 목표로 하고 있다.
다만 이 정도 속도를 유지하려면 막대한 전력이 필요하기 때문에, 구글은 위성 간 거리를 단축해 전력 소모를 줄이는 방안을 제시했다.

이처럼 위성 간 간격을 좁히면 효율은 높아지지만, 충돌 위험과 궤도 유지라는 새로운 과제가 발생한다. 이에 구글은 물리 시뮬레이션 알고리즘을 활용해 고밀도 위성군의 안정성을 분석했다. 그 결과, 수백 미터 간격으로 배치된 위성군은 주기적인 궤도 유지 기동만으로도 태양동기 궤도 내에서 안정적으로 유지될 수 있다는 결론을 얻었다.

방사선 내성 검증 완료… ‘트릴리움’ TPU 수년간 작동 가능

구글은 또한 최신 AI 가속기 ‘트릴리움(Trillium)’ TPU가 우주 방사선 환경에서도 장기간 안정적으로 작동할 수 있는지를 검증했다. 실험 결과, 가장 민감한 부품인 HBM(고대역폭 메모리) 역시 수년간 정상적으로 동작할 수 있는 것으로 평가됐다.

구글은 상업 위성 운영업체 플래닛 랩스(Planet Labs PBC)와 협력해, 2027년 두 대의 TPU 탑재 위성 발사를 시작으로 실증 실험에 돌입한다. 구글은 2035년경 이 기술이 경제성을 확보할 수 있을 것으로 전망하며, 향후 우주 기반 AI 데이터센터의 가능성을 적극 검토 중이다.