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MIT Tech Review • 24일 전

AI가 알파 센타우리 항성간 여행 경로를 설계하다

IMP
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핵심 요약

비영리단체 페르미 익스플로러 미션이 2029년까지 최대 15백만 달러 규모의 우주선을 가장 가까운 항성계 알파 센타우리로 발사할 계획을 발표했습니다. AI 물성연구소 PSI가 개발한 오픈소스 시스템 'Get Physics Done'이 기존 궤도 기동을 독창적으로 조합한 새로운 비행 궤적을 제안했는데, 태양 근접 통과 시점에 엔진을 점화하는 방식입니다. 이는 AI가 실제 우주 과학 연구 문제를 자율적으로 해결한 사례로 주목받습니다.

번역된 본문

경영진 요약: 페르미 익스플로러 미션이라는 비영리단체는 오늘 2029년 말까지 우리에게 가장 가까운 항성계로 우주선을 발사하겠다고 발표했다. 매우 야심찬 미션으로, 모든 것이 순조롭다면 우주선이 4.4광년 떨어진 알파 센타우리에 도착하는 데 최대 8만 년이 걸릴 수 있다. 이 우주선은 AI 물성연구소인 피지컬 슈퍼인텔리전스(PSI)가 개발한 AI 시스템이 발견한 획기적인 궤적을 따를 예정이다. PSI는 오늘 마이크로소프트 공동창업자 빌 게이츠가 설립한 기후 중심 투자 그룹 브레이크스루 에너지가 주도하는 5,800만 달러의 자금 조달과 함께 출범했다.

이런 시도는 처음이 아니다. 2016년 억만장자 기술 투자자 유리 밀너는 인류 최초의 우주선을 알파 센타우리로 보내는 브레이크스루 스타샷이라는 항성간 미션을 발표했다. 강력한 레이저로 초소형 탐사선을 빛의 속도의 5분의 1까지 가속해 20년 안에 알파 센타우리에 도달한다는 계획이었고, 밀너는 개념 증명에 1억 달러를 약속했다. 하지만 10년이 지난 지금까지도 아무것도 발사되지 않았다.

"우리는 브레이크스루 스타샷의 재판을 원하지 않았다"고 페르미 익스플로러 미션의 공동창업자이자 회장인 필립 존스턴은 말한다. "우리는 실제로 뭔가를 발사하는 것에 사활을 걸고 있다." 현재 개인 기부자들의 자금으로 운영되는 이 새 미션의 비용은 단 1,500만 달러로 예상된다. 이 예산을 지키기 위해 "우리는 인간의 수명 안에 완수하는 것에 구애받지 않는다"고 존스턴은 말한다. "그저 다른 별에 도달하는 방법을 찾아내자는 것이다."

우주선은 최소 1kg의 화물을 싣게 된다. 여기에는 예술적·과학적 페이로드, 메시지, 그리고 골든 레코드의 복제본이 포함된다. 골든 레코드는 NASA가 1977년 보이저 1·2호 탐사선에 부착한, 지구의 소리와 이미지를 담은 도금 디스크로, 이를 발견할지 모르는 문명을 위한 메시지였다.

항성간 여행을 엔지니어링하는 것은 극도로 어렵다. 알파 센타우리는 지구에서 약 25조 마일 떨어져 있다. 인류가 발사한 가장 빠른 물체 중 하나인 보이저 1호는 1977년부터 비행해 왔지만 그 거리의 1%도 채 가지 못했다. 이 속도라면 여행에 7만 년 이상이 걸린다.

존스턴과 그의 팀은 단 1,500만 달러짜리 소형 태양광 우주선이 알파 센타우리에 도달하는 방법을 1년간 시도했지만 실패했다. 우주선을 너무 무겁지 않게(그래서 연료를 적게 먹게) 하면서 충분한 동력을 주는 방법이라는 까다로운 문제에 계속 부딪혔다. 페르미 팀이 실행 가능한 경로를 찾지 못해 고전하던 중, 존스턴은 PSI의 공동창업자인 물리학자 알렉스 위스너-그로스가 진행하는 팟캐스트에서 이 문제를 언급했다. 위스너-그로스는 이 연구소가 개발한 'Get Physics Done'이라는 AI 시스템으로 이를 풀어보겠다고 제안했다. 물리 연구 질문을 받아 더 작은 과제로 나누고, 앤스로픽의 클로드나 OpenAI의 GPT 같은 AI 모델을 활용해 어떤 시뮬레이션을 실행할지 결정하는 오픈소스 소프트웨어다.

일주일 후, AI 시스템은 존스턴을 놀라게 하며 획기적인 궤적을 찾아냈다. 아직 동료 평가를 거치지 않은 논문에 따르면, 페르미 팀이 고려하지 않았던 방식으로 잘 알려진 궤도 기동들을 결합한 것이다. 우주선이 먼저 감속해 궤도가 수성보다 가깝게 태양 근처로 스윙하도록 하는 방법이었다. 근접 통과 때마다 엔진을 점화하면 태양전지판이 4배의 빛을 받게 되고, 고속에서 전달되는 추진 burst가 다른 어느 곳에서보다 더 많은 에너지를 얻을 수 있다. 엔진이 태양 근처에서만 작동하기 때문에 태양전지판을 작게 유지하고 우주선을 가볍게 만들 수 있다.

PSI의 공동창업자이자 CEO인 맷 파인스에 따르면, 이 시스템은 10억 토큰을 사용하며 대부분 스스로 3일간 연구를 수행했다. PSI 소속 천체물리학자가 미션 요구사항을 따르도록 방향을 잡아주고, 비용 분석과 더 명확한 차트를 요청했으며, 결과물의 오류를 검토했다. "그것이 완전히 다른 미션 프로파일, 즉..."

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EXECUTIVE SUMMARY A nonprofit organization called the Fermi Explorer Mission announced today that it intends to launch a spacecraft to our nearest star system by the end of 2029. It’s a hugely ambitious mission—if all goes well, the spacecraft could take up to 80,000 years to arrive at Alpha Centauri, which is 4.4 light-years away. And the spacecraft will follow a novel trajectory discovered by an AI system developed by Physical Superintelligence (PSI), an AI physics research lab. PSI is launching today with $58 million in funding led by Breakthrough Energy, a climate-focused investment group founded by Microsoft cofounder Bill Gates. It’s not the first time this has been tried. In 2016, the billionaire tech investor Yuri Milner announced an interstellar mission called Breakthrough Starshot to launch humanity’s first spacecraft to Alpha Centauri. The plan was to use powerful lasers that would propel tiny probes to a fifth of the speed of light—fast enough to reach Alpha Centauri within 20 years. Milner pledged $100 million toward a proof of concept. But a decade later, nothing has launched. “We didn’t want to do another Breakthrough Starshot,” says Philip Johnston, the cofounder and president of the Fermi Explorer Mission. “We’re dead set on something actually launching.” The new mission, currently funded by individual private donors, is expected to cost just $15 million. To stick to that budget, “we are not constraining ourselves to doing it in a human lifetime,” says Johnston. “Let’s just figure out the way to get to another star.” The spacecraft will carry cargo weighing at least one kilogram. That will include artistic and scientific payloads, messages, and a copy of the Golden Record, a gold-plated disc of Earth’s sounds and images that NASA attached to its two Voyager probes in 1977 as a message to any civilization that might find them. Engineering an interstellar journey is extremely difficult. Alpha Centauri is about 25 trillion miles away from Earth. One of the fastest objects that humans have ever launched, the Voyager 1 probe, has been flying since 1977 and has covered less than 1% percent of that distance. At its speed, the trip would take more than 70,000 years. Johnston and his team spent a year trying, and failing, to find a way for a small, solar-powered spacecraft costing only $15 million to reach Alpha Centauri. They kept running into the knotty problem of how to give the spacecraft enough power without making it too heavy (and thus more fuel-guzzling). After the Fermi team struggled to find a workable route, Johnston mentioned the problem in a podcast hosted by Alex Wissner-Gross, a physicist who cofounded PSI. Wissner-Gross offered to run it through an AI system the lab developed, called Get Physics Done . It’s open-source software that takes a physics research question, breaks it into smaller tasks, and decides which simulations to run, using AI models including Anthropic’s Claude or OpenAI’s GPT. A week later, the AI system turned up a novel trajectory, to Johnston’s surprise. It combined well-known orbital maneuvers in a way the Fermi team had not considered, according to a paper that has not been peer-reviewed. It suggested that the spacecraft could first slow down so its orbit swings in close to the sun—closer than Mercury. On each close pass, it would fire its engine so that the solar panels get four times the light, and a burst of thrust delivered at high speed would buy more energy than the same burst anywhere else. Because the engine would run only near the sun, the solar panels could stay small and the spacecraft light. The system conducted the research mostly on its own for three days, running on a billion tokens, says Matt Pines, the cofounder and CEO of PSI. An astrophysicist on PSI’s staff steered it to follow the mission’s requirements, asked for a cost analysis and clearer charts, and checked the output for errors. “The fact that it came up with an entirely different mission profile, one that was creative and not one [the Fermi team] had considered—that was the more surprising aspect,” says Pines. Still, the model lacks a human researcher’s judgment and taste, he says. It has no reliable sense of which problems are interesting or which approaches are worth pursuing, so it often gets stuck chasing dead ends or failing to explore different approaches. “I don’t think we’ve yet figured out how these models can internally represent something like that,” he says of research judgment. Even if the Fermi probe launches, “we’re pretty confident that we will not be the first to arrive” at Alpha Centauri, says Johnston, since he expects spacecraft technology to improve. If an engine a thousand years from now is even 20% faster than today’s, a spacecraft launched then would still beat Fermi’s probe to Alpha Centauri by more than 10,000 years. But the Fermi project isn’t just an interstellar mission driven by engineering ambition. It’s also a quest to answer one of the oldest open questions in physics. In 1950, the physicist Enrico Fermi posed a puzzle: The galaxy has hundreds of billions of stars, most of them far older than our sun. Even a civilization traveling slowly between stars could spread across the whole galaxy in a few million years, which pales in comparison to how old the galaxy is. If there is intelligent life somewhere, we should have seen signs of its existence by now. That means either reaching for another star is too difficult or other intelligent species simply haven’t bothered. But once the Fermi probe launches, we will become a civilization that can and wants to reach another star, meaning that neither explanation might be what’s keeping the galaxy unexplored. That could point us toward more unsettling possibilities, says Johnston. Maybe life like ours is almost unimaginably rare. Or maybe intelligent life is common but tends to die out before it can spread. If the latter is true, “one of those reasons could be that once you hit superintelligence, that for some reason is self-destructive,” says Johnston. “Maybe in the next 50 years, there’s some great filter that we do not pass through. That all intelligent civilizations, for some reason, do not pass through.” Deep Dive Space NASA’s new dark-energy space telescope can also detect killer asteroids The Nancy Grace Roman Space Telescope, set to launch at the end of August, is uniquely well placed to help us spot any dangerous rocks heading our way. By Robin George Andrews archive page Shape-shifting mirrors on NASA’s new space telescope could unveil Jupiters like our own The Nancy Grace Roman Space Telescope will be the first space telescope to use an “active coronagraph” to block out unwanted starlight. By Eshan Raul archive page This company’s plans to deploy space mirrors could jeopardize the night sky for many Reflect Orbital’s giant beams will shine as bright as 10,000 full moons and scatter light over tens of kilometers. By Jonathan O'Callaghan archive page Job titles of the future: Space travel agent Roman Chiporukha is turning from earthbound luxury travel to an exclusive new frontier. 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