우주 데이터센터, 해답인 줄 알았는데…‘진공 냉각 한계’에 막혔다

[디지털투데이 AI리포터] 우주 데이터센터가 인공지능(AI) 시대 대안으로 주목받고 있지만, 실제 구현의 최대 난제는 전력보다 열처리라는 지적이 나왔다.

28일(이하 현지시간) IT매체 아이티미디어에 따르면, 우주 공간은 차갑다는 인식과 달리 진공 환경에서는 열을 외부로 방출하는 방식이 제한돼 고발열 컴퓨팅 장비의 냉각이 오히려 어려울 수 있다.

우주 데이터센터 구상이 부각된 배경에는 AI 확산에 따른 데이터센터 수요 급증이 있다. 지상에서는 전력 수요 증가, 부지 확보, 냉각수 사용 문제가 동시에 커지고 있다. 유럽은 2024년까지 진행한 실현 가능성 검토에서는 대기권 밖 태양에너지를 활용해 궤도에 데이터센터를 배치할 경우 디지털화로 인한 이산화탄소 배출을 줄일 수 있다고 분석했다.

우주 데이터센터는 태양광을 활용해 지상 전력망 부담을 줄일 수 있고, 냉각을 위해 대량의 물을 사용할 필요가 없다는 점이 장점으로 제시된다. 또한 지구관측위성이 생성한 데이터를 지상으로 전송하기 전에 우주에서 먼저 처리해 데이터량을 줄일 수 있다는 점도 기대 요인으로 꼽힌다.

기업들의 움직임도 이어지고 있다. 구글은 2025년 11월 우주 태양광 발전 위성에 데이터 처리 기능을 결합한 '프로젝트 선캐처'를 공개했다. 스페이스X는 2026년 1월 스타링크와 연동하는 100만 기 규모 위성을 우주 데이터센터로 활용하는 신청서를 미국 연방통신위원회(FCC)에 제출했다. 스타클라우드는 엔비디아의 H100을 탑재한 기술실증 위성을 발사했고, 일본 스페이스 컴퍼스도 자체 구상을 추진 중이다.

다만 전력 문제를 우주에서 해결하더라도 발사 비용, 반도체 내방사선 설계, 위성 간 광통신 구축 등 새로운 제약이 따른다. 이와 함께 대용량 연산에서 발생하는 열을 처리하는 문제도 핵심 과제로 지목된다.

우주 데이터센터의 핵심은 우주가 차갑다는 사실이 아니라 열을 다루는 방식이다. 지상에서는 공기와 물을 이용해 열을 외부로 방출하지만, 우주는 고진공 상태이기 때문에 전도와 대류를 활용할 수 없고 사실상 복사 방식에 의존해야 한다. 이로 인해 외부 온도가 낮다는 점만으로 냉각이 쉬워지지는 않는다.

기존 위성은 내부 열을 구조체로 전달한 뒤 라디에이터를 통해 복사 방식으로 방출한다. 그러나 고성능 반도체를 사용하는 데이터센터급 연산 장비에서는 이러한 방식만으로 충분하지 않을 수 있다. 고밀도 발열을 효율적으로 모으고 이동시키며 지속적으로 방출하는 별도의 열 수송 체계가 필요하다.

이에 따라 우주 데이터센터 경쟁은 단순히 궤도에 서버를 배치하는 단계를 넘어, 고성능 컴퓨팅 장비의 배열과 열 관리 기술 확보로 이동하고 있다. 전력과 물 문제를 피하더라도 열 처리 기술이 확보되지 않으면 대규모 데이터 처리 인프라 구축은 어려울 수 있다.