[논현광장-장영근의 우주 속으로] ‘우주 데이터센터’ 실현을 위한 조건들

전력·자원배분 제한에 갈등 국제화
비용·환경문제로 곳곳에 난관 산적
용도별 경쟁력 입증할 때 가능해져

미국과 유럽에서 AI 데이터센터 건설을 둘러싼 반대가 확산되고 있다. 미국에서는 7월 42개 주에서 142건의 반대 시위가 열렸다. 유럽에서도 11월 6일 네덜란드 암스테르담의 마이크로소프트 데이터센터 건설 현장에 시위대가 진입했고, 아일랜드 더블린에서는 7일 신규 건설 중단을 요구하는 행진이 벌어졌다. 전기요금, 물 부족, 소음과 환경 부담을 둘러싼 지역 갈등이 국제적인 사회문제로 번지고 있다.

데이터센터는 AI 시대의 핵심 기반시설이다. 대규모 모델을 학습시키고 이용자의 요청을 처리하려면 수많은 연산장치와 고속 통신망이 필요하다. 신약 개발, 제조 혁신, 기상 예측과 국가의 데이터 주권을 위해서도 연산 기반 확보는 중요하다. 그러나 AI의 필요성이 모든 데이터센터 건설사업의 타당성을 보장하지는 않는다. 필요한 연산 규모와 건설 속도, 입지와 사회적 비용은 따로 검증해야 한다.

논란의 중심에는 전력과 자원 배분이 있다. 국제에너지기구는 세계 전체 데이터센터 전력 소비가 2025년 약 485TWh(테라와트시)에서 2030년 950TWh로 증가할 것으로 전망한다. 세계 총량보다 더 민감한 문제는 특정 지역으로의 집중이다. 발전소와 송전망 확충은 더딘데 대형 시설이 잇따라 들어서면 주민과 기존 산업의 부담이 커질 수 있다. 기업의 연산 수요를 충족하기 위한 비용을 누가 부담할 것인가도 핵심 현안이다.

물과 탄소 문제도 설계와 입지에 따라 달라진다. 증발식 냉각은 지역 용수에 부담을 주지만 모든 데이터센터가 같은 양의 물을 소비하는 것은 아니다. 냉각 방식을 바꾸면 물을 절약할 수 있으나 전력과 설비 부담이 커질 수 있다. 재생에너지 구매 역시 실제 가동 시간마다 무탄소 전력을 공급받는다는 뜻은 아니다. 효율과 친환경성을 홍보 문구가 아닌 실제 소비와 배출로 평가해야 한다.

이러한 지상의 제약을 넘어보려는 구상이 우주 AI 데이터센터다. 태양광발전과 연산장치를 갖춘 위성을 궤도에 배치하고 서로 연결하자는 것이다. 일조 시간이 긴 궤도를 활용하면 태양광 이용률을 높이고 지상 전력망 의존과 서버 부지 수요를 줄일 수 있다. 운영 중 증발식 냉각수 소비를 피한다는 명분도 있다. 구글의 ‘선캐처’는 이 가능성을 탐색하는 대표적인 연구다.

그러나 우주에서는 냉각 문제가 사라지는 것이 아니라 방식이 바뀐다. 우주가 차갑다고 서버의 열이 저절로 빠져나가지는 않는다. 진공에서는 열을 가져갈 공기가 없어 냉각유체로 열을 방열판까지 옮긴 뒤 적외선으로 방출해야 한다. 미국항공우주국(NASA)도 우주선 외부와의 열교환에서 복사의 중요성을 강조한다. 대규모 연산시설일수록 발전용 태양전지와 폐열 방출용 방열판이 함께 커지는 구조다.

발사비용과 정비도 큰 문제이다. 서버뿐 아니라 대형 전개 구조물, 전력계통과 방사선 대응 장치를 운반해야 한다. 고장 난 부품을 교체하기 어렵고 빠르게 발전하는 AI 반도체를 적기에 바꾸기도 쉽지 않다. 군집위성이 하나의 거대한 모델을 학습하려면 막대한 데이터를 안정적으로 교환해야 한다. 여기에 충돌과 우주쓰레기, 수명 종료 후 처리까지 고려하면 경제성과 환경성을 쉽게 낙관할 수 없다.

따라서 우주 데이터센터는 용도부터 구분해야 한다. 지구관측위성이 촬영한 영상에서 재난이나 변화를 먼저 탐지하고 필요한 결과만 내려보내는 방식은 설득력이 있다. 지상 전송량과 대응 시간을 줄일 수 있기 때문이다. 반면 지상의 범용 AI 서비스를 대규모로 옮기는 사업은 발사, 통신 및 교체 비용까지 포함해 경쟁력을 입증해야 한다. 궤도에서 AI가 작동했다는 사실과 상용 데이터센터가 임무를 수행한다는 판단 사이에는 큰 간격이 있다.

한국도 지상에서는 전력망 여건에 맞춘 입지와 단계적 증설, 용수 및 배출 정보 공개, 원인자 비용 부담을 분명히 해야 한다. 우주에서는 현지 데이터 처리처럼 편익이 뚜렷한 임무부터 검증하는 것이 합리적이다. AI 인프라의 가치는 연산 능력의 크기만으로 결정되지 않는다. 지상이든 우주든, 얻는 편익에 비해 자원을 얼마나 쓰고 그 비용과 위험을 누구에게 남기는지가 건설의 기준이 돼야 한다.