구글 TPU, 이번 주 우주로…‘프로젝트 선캐처’ 첫 궤도 실증
구글이 스페이스X Transporter-18 임무에 TPU를 실은 위성을 보내 ‘프로젝트 선캐처’의 첫 궤도 시험을 시작합니다. 이번 임무는 우주 데이터센터를 곧바로 운영하는 단계가 아니라 발사 진동, 방사선, 진공 속 냉각을 실제 환경에서 확인하는 학습 실험입니다. 2027년에는 위성 두 대 사이 고대역폭 레이저 연결을 검증할 계획이며, 발사비·열 방출·지상 통신·대량 위성 생산은 여전히 상용화의 큰 장벽입니다.
‘우주 데이터센터’가 아니라 첫 환경 시험
구글은 9월 24일 프로젝트 선캐처의 첫 궤도 시험 일정을 공개했습니다. 스페이스X의 Transporter-18 합승 임무에 Planet이 만든 실증 위성을 싣고, 구글의 Tensor Processing Unit을 저궤도에서 작동시킵니다. 구글은 첫 TPU가 ‘다음 주’ 궤도에 오른다고 밝혔고 로이터도 같은 발사 계획을 확인했습니다. 다만 이번 장비 한 대가 AI 데이터센터 역할을 하는 것은 아닙니다.
목적은 훨씬 기초적입니다. 지상에서 정상 작동한 AI 가속기가 발사 충격과 우주 방사선, 큰 온도 변화, 진공을 통과한 뒤에도 계산을 이어 갈 수 있는지를 측정합니다. 시험 중 발견되는 실패 지점을 다음 위성 설계에 반영하는 학습 임무여서 처리량이나 서비스 개시 시점보다 하드웨어 생존 데이터가 첫 성과가 됩니다.
10분 발사 동안 최대 100g, 궤도에선 비트 오류
저궤도까지 가는 약 10분 동안 위성은 지속적으로 최대 10g의 가속을 받고 개별 TPU 부품에는 순간적으로 50~100g이 걸릴 수 있습니다. 구글과 Planet은 위성을 세 축으로 흔드는 진동 시험을 진행했고 하드웨어가 버텼다고 설명했습니다. 그러나 실험실 진동 장비가 실제 로켓의 모든 공진과 충격을 완전히 재현할 수는 없으므로 발사 뒤 원격 측정값이 필요합니다.
우주 방사선은 전자회로의 비트를 뒤집거나 장기적으로 소자를 열화시킬 수 있습니다. 구글은 UC 데이비스 Crocker Nuclear Laboratory의 양성자 빔에서 Trillium v6e TPU로 AI 워크로드를 돌렸습니다. 기존 연구 보고에 따르면 HBM에서 이상이 나타난 누적선량은 2 krad였고 차폐된 5년 임무 예상치 750 rad의 약 2.7배였습니다. 한 칩은 15 krad까지 총 이온화선량에 따른 치명적 고장이 없었지만, 궤도에서 장기간 반복되는 단일사건 효과는 별도로 확인해야 합니다.
공기가 없는 곳에서 열을 버리는 법
TPU는 작은 면적에서 많은 열을 내지만 진공에는 팬이 밀어낼 공기가 없습니다. 열을 전도시킨 뒤 복사판으로 우주에 방출해야 합니다. 구글은 히트파이프와 라디에이터를 결합한 냉각 구조를 열진공 챔버에서 시험했고 이번 발사로 실제 궤도 성능을 확인합니다. 태양광이 풍부하다는 장점이 곧 냉각 문제의 해결을 뜻하지는 않습니다.
프로젝트가 노리는 새벽-황혼 태양동기궤도에서는 태양광 패널이 지상보다 최대 8배 많은 에너지를 거의 연속적으로 얻을 수 있다고 구글은 추산합니다. 배터리 의존을 줄일 가능성은 있지만 태양을 받는 면과 열을 내보내는 면을 함께 설계해야 하고, 고출력 가속기를 수십 개 넣을수록 라디에이터 면적과 질량이 커집니다.
2027년 과제는 위성 두 대를 레이저로 묶기
대형 AI 모델은 수많은 가속기 사이에 낮은 지연과 높은 대역폭이 필요합니다. 구글은 지상 시제품에서 송수신기 한 쌍으로 양방향 각각 800Gbps, 합계 1.6Tbps 광전송을 시연했습니다. 2027년에는 Planet과 위성 두 대를 띄워 서로 움직이는 상태에서 레이저 링크를 맞추고 분산 연산에 필요한 통신을 시험할 계획입니다.
장기 구상은 수백 미터 간격의 위성 수십 대를 1km 안팎의 군집으로 운용하는 것입니다. 하지만 짧은 거리에서 초고속 링크를 유지하려면 두 움직이는 지점이 수 킬로미터 밖의 동전만 한 표적을 계속 겨누는 수준의 정밀도가 필요합니다. 충돌 회피, 자세 제어와 궤도 유지 비용까지 포함하면 지상 데이터센터 네트워크보다 복잡한 문제가 됩니다.
첫 성공과 상용 경제성은 다른 질문
구글 연구팀은 발사비가 2030년대 중반 kg당 200달러 아래로 떨어질 경우 궤도 데이터센터의 kW·년당 비용이 지상 에너지 비용과 비슷해질 수 있다고 분석했습니다. 이는 미래 발사 가격과 규모의 경제를 전제로 한 모델입니다. 현재는 발사 용량, 위성 생산, 고장 장비 교체, 지상 통신과 우주 폐기물 관리까지 더해야 합니다.
따라서 이번 주 확인할 것은 ‘우주 AI가 지상을 이겼는가’가 아니라 TPU가 발사를 견뎠는지, 궤도에서 안정적으로 전원을 켰는지, 오류율과 온도가 예상 범위였는지입니다. 이 데이터가 2027년 쌍둥이 위성 시험으로 이어질 때 비로소 선캐처가 연구 구상에서 반복 가능한 시스템으로 한 단계 이동했다고 평가할 수 있습니다.
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