아스트로포지, 다음 우주선을 AI에 맡긴다
소행성 채굴 스타트업 AstroForge가 자체 개발한 트랜스포머 기반 자율 제어 스택 'Solo'를 탑재한 우주선을 2027년 Stoke Space의 첫 로켓에 발사할 계획이다. 대형 지상 통신망 구축에 수억 달러를 쓰는 대신 우주선 스스로 문제를 해결하는 온보드 AI로 비용을 절감하려는 전략으로, 신경망 기반 우주선 자율 제어라는 이례적 도전이 주목된다.
소행성으로 날아가 착륙하고, 실수 없이 임무를 수행한다. 그렇게 쉬우면 얼마나 좋을까. NASA가 우주선을 태양계 탐사에 보낼 때는 중복성과 자동화를 설계에 반영하지만, 상당 부분의 작업은 지구에서 우주선과 통신하는 비행 관제팀이 수행한다. 2018년 소행성과 회합한 오시리스-렉스(Osiris-Rex) 임무는 8시간 교대근무마다 100명의 운영자가 필요했다.
하지만 스타트업에게는 그런 자원이 없다. 그래서 소행성 채굴 기술을 개발 중인 AstroForge는 AI로 눈을 돌렸다. 이 회사는 'Solo'라는 자체 제작한 트랜스포머 기반 모델로 구성된 자율 제어 스택을 개발했다. AstroForge는 2027년 Stoke Space의 첫 로켓 발사 때 자사 최초의 자율 우주선을 발사할 계획이다. 이 임무는 NASA의 지원을 받으며 태양에 관한 과학 데이터를 수집할 것으로 예상된다.
이는 큰 성취가 될 것이다. 신경망의 신뢰성에 대한 우려 때문에 대부분의 우주선 자율성은 전통적인 제어 알고리즘에 의존한다. 신경망이 위성의 궤도상 자세 제어에 사용된 것은 지난해가 처음이었다.
2022년에 설립되어 5,600만 달러의 벤처 투자를 받은 AstroForge는 두 개의 프로토타입 우주선을 발사했지만, 둘 다 이상 현상을 겪어 대부분의 임무 목표를 달성하지 못했다. 2025년에는 Odin 우주선이 심우주로 발사되었으나 통신에 어려움을 겪었다. 수십만 마일 떨어진 우주선과 송신할 수 있을 만큼 큰 안테나는 지구에 몇 개 없고, 통신 가능한 시간대도 짧다. 결국 AstroForge는 Odin의 제어권을 확보하지 못했지만, 이 경험은 대안을 고민하게 만들었다. 우주선 스스로 문제를 해결할 만큼 충분한 지능을 탑재할 수는 없을까?
AstroForge의 공동 창업자이자 CEO인 매슈 지알리치(Matthew Gialich)는 이렇게 말했다. "우주선에 있는 모든 데이터가 있었다면 복구 가능했을까? 모르겠다. 하지만 당시 우주선에 탑재된 것 중 그것을 시도한 것은 아무것도 없었다는 것은 말할 수 있다. 발사 후 우주선을 복구할 수 없다면 탑재된 무언가가 시도해 주기를 바란다. 나에게는 트레이드오프가 이렇다. 전 세계에 안테나 5개를 설치하고 운영하는 나만의 지상 네트워크를 구축해 약 2억 달러를 쓸 것인가, 아니면 모델로 그것을 제거할 것인가."
AstroForge의 비행 소프트웨어 책임자 아르망 아와드(Armand Awad)는 회사가 최첨단 연구소들이 주도한 트랜스포머 모델의 발전을 활용하기로 했다고 말했다. 이 회사는 전통적 제어 알고리즘, 발전이나 항법 같은 특정 하위 시스템의 테스트 데이터로 학습된 모델, 그리고 우주선의 약 2,500개 센서로 학습된 전체 지능 계층을 포함하는 스택을 구축했다.
지알리치는 "나는 범용 우주선 자율성이나 세계를 위한 범용 자율성을 만들겠다는 게 아니다. 트랜스포머 모델의 기본 학습 방식을 따르면서 매우 적은 센서 입력에서 작동하는 제한된 자율성을 만들고 있다"고 말했다.
이론적으로 우주선을 제어하는 에이전트는 이상 해결 같은 작업을 수행하게 된다. 아와드는 이 에이전트가 자신의 우주상 위치를 잃어버렸다는 것을 인식하고, 전력 이상을 스타트래커(별 추적기)의 문제와 연관 지어 전체를 수정하는 상황을 상상했다. "이 경우에는 아마 껐다 켜겠죠."
회사의 세 번째 우주선인 DeepSpace-2는 현재 Intuitive Machines의 세 번째 달 탐사 임무에 함께 발사될 예정이며, 2026년 말까지 우주로 향할 것으로 보인다. Solo가 이 우주선에 탑재되어 '섀도우 모드'로 비행함으로써, AstroForge의 엔지니어들은 Autonomy-1 임무 전에 성능을 시험해볼 수 있다.
이것이 정말 독립적인 우주선을 운영하는 AI 에이전트가 될까? 지알리치는 "Autonomy-1에는 지구에서 수신할 수 있는 무전기를 탑재할 계획이 없다. 지금은 올인해야 한다. 발사 시점에는 팀이 나를 설득하겠지만, 지금은 안 된다고 말하고 있다. 무전기 없이 간다"고 말했다.