각국의 화성 탐사와 '아르테미스'와 같은 달 프로젝트가 본격화되는 가운데 '우주 공간에서의 인공지능(AI) 기술'에도 관심이 모이고 있다.

미국 남캘리포니아(USC) 비터비공대는 3일(현지시간) 홈페이지를 통해 전 NASA(미 항공우주국) 우주비행사이자 현재 NASA 자문위원회 위원인 대니 올리바스와의 인터뷰를 통해 현재 우주 공간에서 이뤄지고 있는 AI 분야의 연구 내용을 설명했다.

우주비행사 시절의 대니 올리바스 (사진=USC 비터비공대)

이 가운데 기후 분석은 기존 데이터 분석에 AI 기술이 도입되며 빠른 진전을 보이는 경우다. 올리바스는 "기후 분석 프로그램이 시작된 이래 NASA는 분석된 것보다 더 많은 데이터를 생성했다"라며 “NASA의 장비를 통해 지속적으로 축적한 데이터를 AI와 러신 러닝으로 분석, 기후 변화가 특정 지역에 미치는 영향을 훨씬 더 정확하게 예측할 수 있다"고 말했다. 여기에는 대기 중 오존과 CO2, 지구 전체의 온도 변화, 가뭄 예측, 해수면 감지, 삼림 벌채, 인구 변화 등이 포함돼있다.

우주탐사분야에서 또한 AI는 점차 중요해지고 있다. 올리바스는 “NASA의 우주 프로그램에 매우 독특한 몇 가지 특정 로봇 응용 프로그램이 있다"며 "예를 들어 표정이나 목소리 억양을 기반으로 우주 비행사의 기분을 확인할 수 있는 로봇은 화성 탐사를 통해 임무가 몇 달에서 몇 년으로 확장됨에 따라 정신 건강에 점점 더 중요해질 것"이라고 말했다.

로봇 공학 및 로버 분야에서는 AI가 필수 요소다. 지구에서 보낸 명령이 화성의 무인 로버에 도달하려면 약 20분이 걸린다. 로버가 절벽 위에서 움직이는 모습을 지구에서 확인하고 이동을 멈추라고 지시하는 것은 뒤늦은 조치이기 때문이다. AI는 로버가 스스로 결정을 내릴 수 있도록 돕는다.

현재 가장 시급한 문제는 지구 궤도를 돌고 있는 우주 쓰레기다. 미세한 페인트 조각부터 버스 크기만 한 잔해물까지 지구 궤도에는 수십 만 개의 우주 쓰레기들이 시속 1만6000마일(2만5750km)의 속도로 돌고 있다. 이는 이미 우주정거장 표면에 균열을 만들기도 했으며, 우주선에 부딪힐 경우에는 참사를 불러올 수도 있다. 따라서 AI는 파편 조각을 식별하고 궤도상의 이동 경로를 추적하는 데 큰 역할을 할 수 있다.

한편 올리바스는 이런 연구를 위해 USC 비터비공대의 'VIMAL(시각 지능과 멀티미디어 분석 연구소)'에 합류했다. USC 비터비공대는 닐 암스트롱을 비롯해 다수의 우주비행사를 배출했으며, 우주공학 연구센터를 보유한 이 분야의 명문이다.

우리나라의 경우 우주전파환경 예·경보 시스템에 인공지능 및 빅데이터 기술을 도입하려 시도한 적이 있다. 2011년 구축된 국립전파연구원 우주전파센터의 우주전파환경 예·경보시스템이 그것인데, 노후화 및 대용량 데이터 처리 역량 부족 등으로 우주전파환경 분석·예측의 정확도 향상에 한계가 지적되어왔다. 

이를 해결하기 위함에서 전파센터는 2년에 걸쳐 최신 디지털 기술을 적용한 우주전파환경 통합정보시스템(SWTIS)을 성공적으로 개발 완료하였다. 이를 통해 인공지능·빅데이터 기술을 도입하여 우주전파환경 분석·예측정확도를 향상할 수 있는 기반을 마련하고, 전화·이메일 등 수동으로 재난 정보를 제공하던 대응체계를 민·관·군 등이 함께 할 수 있는 자동화된 시스템으로 전환함으로써 국내 산업피해를 최소화할 수 있게 되었다. 

특히, 국내외 우주전파환경 관련 데이터를 통합·수집·제공하고 무료로 인공지능 분석 도구를 함께 서비스함으로써, 관련 산업, 학계, 연구계 및 일반 국민들이 자유롭게 정부 데이터를 활용·연구할 수 있는 기반을 마련하였다.

디지털 대전환과 우주시대를 맞아 우주전파재난에 의한 통신, 위성 위치확인시스템(GPS), 무인기, 항법, 위성 등 전파기반 산업에 피해 가능성이 확대되고 있으며, 다가오는 태양활동 극대기(`24~`26년)에는 그 위험이 더욱 커질 것으로 예상된다.  

이에 우주전파센터는 다양한 분석·예측모형 개발과 관측시설 고도화 등을 통해 우주전파환경 통합정보시스템(SWTIS)을 지속적으로 발전시킬 계획이다.