태양광 에너지는 대기가 없을 경우 훨씬 더 높은 효율을 보인다.
구글은 AI 데이터 센터의 전력 공급 문제를 해결하기 위해, 태양의 태양광 출력을 활용하는 전력 공급 방식의 데이터 센터를 우주 궤도에 구축하는 방안을 탐색하고 있다고 발표했습니다. 구글 리서치(Google Research)에 따르면, ‘프로젝트 선캐처(Project Suncatcher)’는 구글 TPU를 탑재한 태양광 발전 위성군(constellation)을 목표로 하며, 이 위성들이 광학적 통신 방식을 통해 데이터를 주고받을 계획입니다. 이를 통해 구글은 지상에 대규모 인프라를 구축할 필요 없이, 전력 소모가 막대한 데이터 센터를 운영하는 것이 가능해집니다.
현재 전력 공급은 AI 인프라 확장의 주요 병목 현상 중 하나입니다. 이로 인해 마이크로소프트(Microsoft)와 같은 기업들은 충분한 전력 확보에 어려움을 겪으며, GPU 재고를 보유하고 있는 상황입니다. 이는 미국 전역의 전기 가격 인상으로 이어져 거주민들의 부담을 가중시키고 있습니다. 이에 기술 기업들은 미래 전력 수요를 충족하기 위해 소형 모듈 원자로(SMR)나 제트 엔진과 같은 대체 에너지 기술에 투자하고 있으며, 현재의 전력 공급난은 전력망의 근본적인 변화를 빠르게 촉진하고 있습니다.
태양광은 데이터 센터에 활용 가능한 청정 에너지원이지만, 공간 점유율이 높고 낮과 밤의 주기에 영향을 받으며 대기 조건에 의존한다는 한계가 있습니다. 이에 구글은 위성을 ‘새벽-황혼의 태양동기 저궤도(low-earth orbit)’에 배치할 것을 제안합니다. (저궤도란 위성이 지구의 경계선, 즉 낮과 밤의 경계선을 따라 궤도를 도는 것을 의미합니다.) 이러한 궤도에 위치할 경우, 위성은 거의 100%의 시간 동안 태양광을 받을 수 있어 지상 태양광 패널보다 약 8배 더 많은 전력을 생산할 수 있으며, 이는 우주 기반 AI 데이터 센터의 확장성을 크게 높일 수 있습니다.
SpaceX, 궤도 데이터 센터 실현을 위해 xAI 인수
엔비디아(Nvidia) 지원 시험 결과, AI 데이터 센터가 전력 사용량을 거의 실시간으로 유연 조정 가능하며, 이는 에너지 소비 측면에서 글로벌한 함의를 가질 수 있음
초기 연구를 통해 이 개념의 실행 가능성은 입증되었지만, 구글은 여전히 극복해야 할 상당한 엔지니어링 과제들이 남아있다고 밝혔습니다. 주요 과제로는 대용량 데이터를 전송할 수 있는 위성 간 무선 링크 개발, 위성들이 일제히 효율적으로 작동하도록 군집(constellation)을 제어하는 기술, 서로 또는 다른 궤도의 천체와 충돌하지 않도록 하는 기술, 우주 환경에서의 반도체 방사선 저항성 확보, 그리고 전체 인프라를 우주로 발사하는 비용 관리 등이 포함됩니다. 구글은 이 시스템의 효용성을 테스트하고 기계 학습을 위한 타당성을 확인하기 위해 2027년에 두 개의 프로토타입을 발사할 계획입니다.
AI 데이터 센터를 우주로 구축하는 것은 지구의 전력 공급 부담을 줄이는 데 도움을 줄 수 있지만, 동시에 자체적인 문제점들 또한 수반합니다. 여기에는 지구를 공전하는 우주 쓰레기(space junk) 증가 문제와 지상 기반 천문 관측 방해 가능성 등이 있습니다. 다만, 프로젝트가 아직 초기 단계에 있기 때문에, 과학자들과 연구자들은 대규모 위성군을 저궤도에 배치하기 전에 이러한 문제점들을 충분히 숙고하고 논의할 시간이 있습니다.
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