더지엠뉴스 김완석 기자 | 중국 상하이가 AI 데이터의 수집과 연산, 저장을 우주에서 끝내는 1000기 규모의 컴퓨팅 위성망 구축에 착수했다. 자체 개발한 항공우주용 GPU와 레이저 통신, 액체 냉각, 차세대 태양광 발전 기술을 결합해 지상 데이터센터의 연산 부담과 위성 데이터 전송 지연을 줄이는 구상이다.

 

19일 중국 증권시장에 따르면, 상하이는 전날 2026 세계인공지능대회에서 대표 우주 컴퓨팅 사업인 ‘스타 허브 프로젝트’의 첫 번째 위성군을 공개했다. 프로젝트 명칭에는 별이 빛나는 우주의 핵심이자 컴퓨팅 파워를 연결하는 중심 허브라는 뜻이 담겼다. 상하이는 이를 우주 디지털 인프라와 상업우주 산업을 연결하는 핵심 사업으로 추진한다.

 

검증 단계에는 고성능 컴퓨팅 위성 2기와 엣지 컴퓨팅 위성 12기가 투입된다. 상용 배치 단계에서는 컴퓨팅 위성 50기와 엣지 컴퓨팅 위성 100기를 발사하며, 상용 운영 단계에 들어가면 전체 위성 수를 1000기까지 늘린다. 위성 제작과 발사, 궤도상 연산 서비스까지 하나의 산업 체계로 연결하는 방식이다.

 

첫 위성군은 중앙 컴퓨팅 위성 1기와 보조 위성 2기로 구성된다. 중앙 컴퓨팅 위성이 전체 연산과 작업 배분을 맡고, 복시 기상관측 위성과 실시간 원격감지 위성이 지구 관측 데이터를 수집한다. 세 위성은 레이저 링크로 연결돼 독립적인 데이터 수집·분석 체계를 갖춘다.

 

위성에서 확보한 원격감지 자료는 지상으로 내려보내지 않고 궤도에서 바로 처리된다. 데이터 수집 이후 AI 추론과 다중 모드 융합 분석, 결과 출력까지 위성군 내부에서 마친다. 대용량 원본 자료를 지상국으로 전송한 뒤 분석하던 기존 방식보다 전송량과 처리 시간을 줄일 수 있다.

 

중앙 컴퓨팅 위성에는 상하이의 우주 컴퓨팅 기업 상하이 싱수톈쑤안(上海星数天算)이 개발한 분산형 글로벌 하이브리드 컴퓨팅 스케줄링 플랫폼이 탑재됐다. 중국과학원 상하이기술물리연구소의 왕젠위 연구팀이 위성 탑재체 개발을 지원했고, 푸단대학교 진야추 연구팀은 마이크로파 비전 대형모델을 제공했다. 중앙 컴퓨팅 위성은 두 보조 위성에서 전달받은 데이터를 통합해 사용자가 요구한 지역과 대상을 직접 검색하고 계산한 뒤 결과를 전송한다.

 

중앙 컴퓨팅 위성은 자체 개발한 항공우주용 GPU로 32피플롭스(PFLOPS)의 궤도상 연산 성능을 확보했다. 대규모 원격감지 모델과 지능형 인식 시스템, 위성 운용·유지보수 시스템도 함께 실렸다. GPU 페이로드의 모듈식 재구성과 마이크로파 영상 해석, 자율 표적 인식 기술을 우주 환경에서 검증한다.

 

전력 공급에는 페로브스카이트 탠덤 복합 태양광 발전 기술이 적용됐다. 최대 발전 용량은 15kW로, 고성능 GPU가 장시간 연산하는 데 필요한 전력을 위성 내부에서 공급하도록 설계됐다. 기존 갈륨비소 우주 태양광 패널보다 제조 비용을 낮추면서 광전 변환 효율을 높이는 데 초점을 맞췄다.

 

GPU에서 발생하는 열은 항공우주용 마이크로채널 능동 액체 냉각 모듈이 제어한다. 위성 내부의 초경량 다층 단열재와 외부의 대형 전개식 방열판을 결합해 열을 단계적으로 배출한다. 중국이 우주 탑재 GPU의 장기 운용을 목적으로 액체 냉각과 수동 단열, 외부 방열 구조를 통합한 첫 열 제어 체계다.

 

위성 간 통신과 위성·지상 통신에는 최대 400Gbps급 레이저 광통신 기술이 사용된다. 지상 광 위상배열 수신 기술과 배열형 송수신기, 신호 처리 기술을 결합해 대규모 데이터를 빠르게 주고받는다. 여러 컴퓨팅 위성에 연산 작업을 분산하고 결과를 다시 결합하려면 일반 위성 통신보다 높은 대역폭과 안정적인 연결이 필요하다.

 

우주 컴퓨팅은 저궤도 위성과 우주정거장에 연산장치와 저장장치, AI 분석 기능을 배치하는 기술이다. 위성이 촬영한 사진과 레이더 데이터를 지상으로 모두 내려보내지 않고 우주에서 필요한 정보만 추출해 전달한다. 재난 감시와 기상 분석, 해양 관측, 농업 조사, 통신 서비스 분야에서 데이터 처리 시간을 단축할 수 있다.

 

AI 연산 수요가 빠르게 늘면서 전력과 냉각, 부지 확보 문제를 안은 지상 데이터센터를 우주 인프라로 보완하려는 개발도 확대됐다. 태양광을 장시간 활용할 수 있는 우주 환경과 재사용 로켓의 발사 비용 하락이 위성 데이터센터 구축의 경제성을 높이는 요인으로 꼽힌다. 저궤도 위성은 지상 관측 데이터를 생성한 현장에서 곧바로 처리할 수 있다는 점도 갖췄다.

 

시장조사업체 포춘 비즈니스 인사이트는 세계 우주 AI 시장 규모가 2025년 23억6000만달러(약 3조5100억원)에 달한 것으로 집계했다. 2026년부터 2034년까지 연평균 성장률은 22.91%로 제시했으며, 2034년 시장 규모는 150억달러(약 22조3200억원)를 넘어설 것으로 예상했다. 원화 환산에는 달러당 약 1488원을 적용했다.

 

시장조사업체 리서치앤드마켓츠는 세계 궤도 데이터센터 시장이 2025년부터 2035년까지 연평균 67.4% 성장할 것으로 계산했다. 2035년 예상 시장 규모는 390억달러(약 58조원)다. 궤도 데이터센터는 위성 자체에 서버와 저장장치를 싣거나 여러 위성을 하나의 분산형 데이터센터처럼 연결하는 사업을 포함한다.

 

중국 증권사 화푸증권은 AI 연산 수요 확대와 재사용 로켓 기술 발전을 우주 컴퓨팅 상용화의 핵심 조건으로 제시했다. 기술 검증과 초기 정책 지원에 머물던 우주 기반 컴퓨팅이 대규모 위성 배치 단계로 이동하고, 지상 데이터센터와 궤도 컴퓨팅망을 연결하는 구조가 확산될 것으로 봤다. 위성 발사 비용과 우주용 반도체 가격, 전력 생산 효율은 상용 서비스의 수익성을 좌우하는 항목으로 꼽았다.

 

저궤도 슬롯과 무선 주파수 자원은 먼저 국제 등록과 실제 운용 절차를 마친 국가와 사업자가 유리한 구조를 갖는다. 대규모 위성망을 먼저 배치하면 후발 사업자가 같은 고도와 주파수 대역을 확보하기 어려울 수 있다. 통신과 항법, 원격감지에 이어 우주 연산 능력이 국가 간 상업우주 경쟁의 핵심 자산으로 편입된 배경이다.

 

중국은 2025년 우주 컴퓨팅 위성군을 구성하는 첫 위성 12기를 궤도에 올리고 위성 간 네트워크 운용에 착수했다. 2035년까지 2800기의 컴퓨팅 위성으로 구성된 글로벌 우주 인프라를 구축하는 계획도 제시했다. 상하이의 스타 허브 프로젝트는 국가 단위 우주 컴퓨팅망과 도시 단위 상업우주 산업을 연결하는 지역 사업으로 배치됐다.

 

중국의 제15차 5개년 계획은 항공과 우주, 지상을 통합하고 통신과 항법, 감지, 컴퓨팅 기능을 결합하는 종합 서비스 체계 구축을 제시했다. 중국 정부 업무보고는 상업우주를 신흥 핵심 산업으로 지정했으며, 공업정보화부는 우주 컴퓨팅 기술 연구와 산업 질서 정비를 지원할 방침을 내놨다. 정책 지원 범위에는 위성 제조와 발사체, 우주용 반도체, 레이저 통신, 지상 단말기, 데이터 서비스가 포함된다.

 

상하이에는 로켓과 위성, 통신 단말기, 데이터 서비스를 다루는 상업우주 기업 240여 곳이 모였다. 연간 상업용 로켓 60기와 상업용 위성 800기를 생산할 수 있는 설비도 갖췄다. 스타 허브 프로젝트에는 상하이의 위성 제조사와 우주용 반도체 기업, 광통신 장비사, 대학 연구진이 참여했다.