달에서 AI 위성 발사…머스크 구상, 어디서 왔나 봤더니 [우주로 간다]

일론 머스크가 지난 주 달에 인공지능(AI) 위성 제작 공장을 만들고, 우주로 쏘아 올릴 거대한 발사대를 달 표면에 설치하겠다고 밝혀 관심을 끌었다.

우주과학매체 스페이스닷컴은 18일(현지시간) 머스크의 ‘달 기반 추진 장치’ 구상을 재조명하며, 이 같은 발상이 과거 과학자의 제안과 맞닿아 있다고 보도했다.

달에서 AI 위성 제조·발사 구상

머스크는 이달 초 스페이스X의 xAI 인수를 발표하며 “2~3년 안에 AI 컴퓨팅을 생산하는 가장 저렴한 방법은 우주에서 이뤄질 것”이라고 공언했다. 이어 11일 xAI 전 직원 회의에서도 이 계획을 재차 강조했다.

달 표면에서 탑재체를 발사하는 전자기 질량 추진기를 묘사한 예술가의 삽화 (출처=제너럴 아토믹스 전자기 시스템)

그는 당장은 지구에서 AI 위성을 발사하는 것이 목표지만, 차세대 초대형 발사체 ‘스타십’을 활용하면 향후 달 등 다른 천체에서도 AI 위성을 운용할 수 있을 것이라고 설명했다. 머스크는 지난 2일 “우주 공간 내 추진제 이송과 같은 기술 발전 덕분에 스타십은 달에 막대한 양의 화물을 착륙시킬 수 있을 것”이라며 “일단 달에 도착하면 과학 및 제조 활동을 위한 영구 기지를 건설할 수 있다”고 밝혔다.

또 달에 세워진 공장들이 현지 자원을 활용해 인공위성을 제조하고 이를 다시 우주로 발사할 수 있다고 덧붙였다. 그는 전자기 질량 추진기와 달 기반 제조 기술을 활용하면 연간 500~1000테라와트(TW)급 AI 위성을 심우주로 발사해 태양 에너지 활용을 극대화하고, 인류 문명의 기술 수준을 가늠하는 ‘카르다셰프 척도’를 끌어올릴 수 있다고 주장했다.

1974년 제라드 K. 오닐, 달 추진 장치 제안

달에 추진 장치를 설치하자는 구상은 새로운 개념은 아니다. 1974년 미국 물리학자 제라드 K. 오닐은 달에 전자기식 질량 가속기(매스 드라이버)를 설치하자고 처음 제안했다.

1970년 대 제라드 K. 오닐도 달에서 탑재체를 발사하기 위해 전자기 레일건을 사용하는 방식을 제안했다. (이미지=우주연구소)

오닐의 구상은 인공위성을 직접 쏘아 올리는 것이 아니라, 거대한 전자기식 ‘코일건’을 이용해 달 표면에서 채굴한 자원을 우주 공간으로 보내는 것이 핵심이었다. 야구공 크기 광석 덩어리를 우주로 발사해, 우주 식민지 건설이나 태양광 발전 위성 제작 원자재로 활용하자는 것이다.

오닐은 매사추세츠공과대학(MIT)에서 질량 가속기 연구를 진행하며 초기 시제품을 제작했다. 이후 길이 약 160m 규모의 장치로도 달 표면에서 물질을 우주로 밀어 올릴 수 있음을 이론적으로 제시했다.

연구진은 실험실 규모 시스템도 시연했으며, 이를 수㎞ 길이의 실제 달 질량 추진 장치로 확장할 경우 연간 약 60만 톤의 물질을 우주로 운송할 수 있을 것으로 전망했다.

“전자기 발사, 탁월한 선택”

미국 대표적인 방산 업체 제너럴아토믹스 산하의 제너널 아토믹스 전자기 시스템(GA-EMS) 로버트 피터킨은 최근 달 기반 질량 추진 장치의 가능성을 더욱 높였다. 그는 2023년 미국 공군과학연구소(AFOSR)에 '국가 안보 및 경제 성장 증진을 위한 자원 개발용 달 전자기 발사'라는 제목의 보고서를 제출했다.

피터킨은 “현대식 전자기 발사 장치는 지구에서 화학 로켓 연료를 들여올 필요 없이 풍부한 태양 에너지를 주요 에너지원으로 사용할 수 있기 때문에 훨씬 더 나은 선택”이라고 밝혔다.

또 “미국 정부는 해군 제럴드 R. 포드급 핵추진 항공모함에서 안정적으로 운용 중인 전자기식 항공기 발사 시스템(EMALS)을 발전시켜, 더 높은 속도를 더 낮은 질량으로 구현하고 이를 달 발사에 적용할 수 있도록 지원해야 한다”고 강조했다.

달 생태계와 자원 활용

피터킨은 보고서에서 “달 생태계 개발 초기 단계는 기계 장비와 구조물, 지원시스템을 지구로부터 공급받는 데 의존할 수밖에 없다”고 밝혔다. 이어 “달 표면에 화물 100톤을 운반할 수 있는 스페이스X 스타십이 핵심 동력이 될 것”이라며, “스페이스X와 항공우주국(NASA)이 추진 중인 달는 신뢰할 수 있는 달 전자기 발사 시스템 구축이 가능한 곳으로 선정돼야 한다”고 제안했다.