AI 다음 떡밥은 무엇일까? 1

1950년대의 미국 대외전략을 주도한 싱크탱크는 SSP(Special Studies Project) 였음.

2. SSP는 록펠러재단이 지원하고, 헨리 키신저가 만든 싱크탱크임.

3. SSP는 소련을 타깃으로 전략을 수립하는 싱크탱크 였음.

4. 헨리 키신저는 사망했고, 소련도 해체되어서 SSP는 힘이 빠지기 시작함.

5. 2021년, SSP의 후계자를 자처하는 싱크탱크 SCSP(Special Competitive Studies Project)가 출범함.

6. 공화당과 민주당을 아우르는 초당파 싱크탱크가 만들어 진것임.

7. SCSP는 설립목적을 "AI와 신흥기술에서 미국이 장기 리더십을 강화하기 위한 정책 제안을 하는 것"이라고 선언함.

8. SSP가 소련이 타깃이었다면, SCSP는 중국을 타깃으로 설립됨.

9. SCSP는 설립후 3년간 연구결과를 "미국 차세대 에너지 리더십을 위한 국가 행동계획"이라는 이름으로 제안하였음.

10. SCSP는 레포트에서 2025년부터 2030년까지 5년이 미국의 미래가 걸린 시기라고 주장하고 있음.

11. 이 기간에 미국이 미래에너지 공급망을 확보하지 못하면, 중국에 기술패권을 뺏기게 된다는 것임.

12. SCSP는 앞으로 5년간 미국과 중국간 신기술 패권전쟁은 우주 태양광과 핵융합 발전에서 결정될 것이라고 보고 있음.

13. 우주 태양광 발전은 1968년 NASA의 피터 글레이저 박사가 처음 언급을 함.

14. 지구 정지궤도(고도 3만 6000km)에서 태양광이 발전한 에너지를 지구로 전송한 뒤, 지상기지에서 이것을 전기로 변환하는 것임.

15. 우주 태양광발전의 기원으로 꼽히는 아이디어였음.

16. 우주 태양광발전은 여러 가지 장점이 있음.

17. 우주에는 구름도 없고, 비도 오지 않으며, 항상 태양을 볼 수 있게 만들 수 있어서 24시간 365일 쉬지않고 발전이 가능함.

18. 우주는 햇빛이 대기를 통과하면서 반사되거나 구름과 먼지 등에 약해지지 않아, 10배 이상 강하고 깨끗한 햇빛을 얻을 수 있음.

19. 지상의 태양광보다 20배수준의 전력을 공급할 수 있어, 친환경발전의 들쑥날쑥한 에너지를 저장하기 위한 ESS가 불필요해지는 것임.

20. 아이디어는 좋았지만, 기술이 없었고, 비용이 너무 많이 드는 방법이라 학자들의 머릿속에서만 연구되는 과제로 시간이 흘러옴.

21. 중국 충칭에 우주 상황을 가정하고 테스트를 할 수 있는 우주 태양광발전소가 2021년 6월 완공됨.

22. 2023년 중국은 마이크로파로 전력을 무선으로 전송하는 기술을 포함해서 우주태양광 발전이 가능하다는 실험결과를 발표함.

23. 중국은 충칭에서 테스트에 성공한 우주 태양광 발전소를 지구 정지궤도에 세계최초로 설치하겠다고 밝히고 있음.

24. 중국은 이것을 중국 양쯔강의 세계 최대급 수력발전소 삼협댐에서 따온 "우주 삼협댐"으로 부르고 있음.

25. 우주에 만들어질 "우주 삼협댐"은 폭이 1km이고, 길이는 모듈식으로 끝없이 늘일 수 있도록 구상됨.

26. 중국이 우주 삼협댐의 테스트버젼을 우주에 설치하겠다고 자신하는 배경에는 창정9호(CZ-9)가 있음.

27. 창정9호는 재사용이 가능한 대형 발사체로 우주저궤도에 150톤을 한번에 운반할 수 있어, 나사의 새턴V(130톤)를 앞서고 있음.

28. 미국도 가만히 있는 것은 아님.

29. 2023년 12월 10일, X-37B 무인 우주왕복선이 비밀리에 발사됨.

30. X-37은 보잉사가 만든 3대의 무인 우주왕복선으로, 한 대는 NASA(X-37A)가, 두 대는 미국 우주군이 운용(X-37B) 하고 있음.

31. 미국 우주군이 운용하고 있는 X-37B 2대는 임무를 공개하지 않는 군사용 우주왕복선임.

32. 우주군이 보유한 1,2호기가 6번 발사되었는데, 한번 우주에 나가면 1~3년씩 떠있다 보니, 항상 1대는 우주에 떠 있는 식임.

33. 2010년 발사된 1호기의 경우, 북한, 이란, 중국 상공을 224일간 돌다가 내려왔고, 비밀 군사임무를 한 것으로 알려지고 있음.

34. X-37B의 군사적인 주요 임무는 핵무기를 우주에 배치하는 군사 실험과 적국 정찰위성의 파괴 등이라고 함.

35. 2020년 5월 17일에 6번째 발사된 2호기는 980일간 우주에 있다가 착륙했고, 우주에서 의미가 있는 실험 하나를 함.

36. 글레이저 박사의 이론을 우주에서 실험하는 ‘우주 태양광 발전 시연 및 연구(SSPIDR)'가 미우주군 주도로 6차 발사에서 진행된 것임.

37. 미국 우주군은 실제 우주 공간에서 태양광 발전을 하고, 이것을 지구로 쏘아보낼 수 있는 극초단파 광선으로 바꾸는 실험을 진행함.

38. 미 해군연구소(NRL)가 만든 태양광발전 전파안테나 모듈(PRAM)이 그것으로, 우주 공간에서 발전과 극초단파광선 생산에 성공함.

39. 미국 우주군이 이 실험을 하게 된 계기는 전투중 충전이 어려운 최전방에 에너지를 전송하는 용도로 사용하려는 것임.

40. 미군이 과거 전쟁을 분석해 보니, 작전 중에 사망한 군인보다 전방에 유류를 공급하다 죽은 군인이 더 많았다고 함.

41. 그때부터 위성에서 전방으로 무선 에너지를 전달하는 기초 연구를 진행하기 시작한 것임.

42. 우주에서 태양광으로 전기를 생산하고, 이것을 무선으로 보낼 수 있다면, 우주에 떠있는 무선 충전기가 될 수 있는 것임.

43. 우주 태양광 발전은 지상전투 뿐만 아니라 우주에서도 활용도가 많음.

44. 전기가 무선충전되면, 인공위성 등 여러 발사체들의 사용기간이 대폭 확대되고, 충분한 전기가 공급되면 많은 일을 할 수가 있음.

45. "무선충전이 특별한 기술이 아니다. 지금도 휴대폰등에 무선충전이 사용되지 않느냐?"고 질문할 수 있음.

46. 휴대폰 등의 무선 충전에 쓰는 자기유도 방식은 짧은 거리에서 무선 충전이 가능한 방식임.

47. 우주와 지상간 36,000km거리에서 무선으로 전기에너지를 보내려면 마이크로파(극초단파)를 이용한 무선 전력전송이 필요함.

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48. 우주 태양광발전을 위한 핵심 기술은 무선 전력전송과 태양광 전지판 및 안테나 등 우주 구조물의 조립과 제어임.

49. 발사 비용을 줄이기 위한 로켓 재사용기술과 태양광 패널을 하나의 큰 구조물로 조립할 수 있는 로봇 기술도 필수적임.

50. 우주 태양광발전을 원전 규모인 기가와트(GW) 급으로 키우려면, 우주 공간에서 1~2㎞ 폭의 태양광 전지판을 설치해야 함.

51. GW(기가와트) 급 마이크로파 빔을 주고받으려면 안테나도 커져야 함.

52. 우주에서 GW 급 마이크로파 빔을 쏴주는 안테나의 폭은 최소 1㎞, 지상 수신 안테나의 크기는 직경 5~10㎞ 정도가 필요한 것임.

53. 현재 기술로는 아무리 무게를 줄여도 태양광 전지판과 안테나의 무게는 1,000톤이상이 될것으로 보고 있음.

54. 무게가 워낙 무겁다보니, 여러차례로 나눠서 보내야하고, 분해된 모듈을 조립하는 과정에서 시간과 비용이 많이 들어감.

55. 로켓과 우주선의 재활용 기술이 좋아지면서 발사 비용은 빠르게 줄어들고 있음.

56. 스페이스 X가 나오기 전까지 1kg당 발사 비용은 5만 달러 선이었음.

57. 스페이스 X 팰컨 헤비는 1kg당 발사 비용을 5만 달러에서 1,400달러로 떨어뜨림.

58. 150톤의 화물을 우주로 보낼 수 있는 스페이스 X의 스타쉽은 발사 비용을 다시 큰 폭으로 낮출수 있음.

59. 1Kg당 발사 비용 1,400달러를 600달러 밑으로만 떨어뜨리면, 우주 태양광이 발사 비용에서는 가성비가 나온다고 보고 있음.

60. 발사 비용이 해결되면, 무선전력 송신 효율이 숙제로 남게 됨.

61. 현재 무선전력 송신의 '앤드 투 앤드(우주에서 만든 에너지가 지상 전력망에 도달)‘효율을 1% 수준임.

62. 반면에 현재 지상에 설치되는 태양광의 효율은 33% 수준임.

63. 우주 태양광은 20배이상 전력이 생산되기 때문에, 무선전력 효율이 10%만 나와도 지상태양광보다 7배에 가까운 발전이 가능함.

64. 발사 비용이 600달러 밑으로 떨어지고, 무선전력 송신 효율이 15%까지 올라가면 우주 태양광이 원전보다 발전 가격이 낮아지게 됨.

65. 2GW급 우주 태양광을 30년 가동시 전기 요금은 1KWh 당 34원 수준으로, 원전의 전력 구입단가 72원의 절반 수준이 되는 것임.

66. 현재 무선전력 기술은 가로 세로 30㎝로 피자 박스만 한 장치가 10와트의 전기를 전송하는데 성공한 수준임.

67. 피자박스 규모 장치로 휴대폰을 작동할 수 있는 수준이라 아직 상용화까지는 갈길이 멈.

68. 미국은 2025년 연말까지 세계 최대 방산기업인 노스럽그루먼과 미공군이 공동으로 우주 태양광 발전위성을 발사할 예정임.

69. 우주 태양광 발전위성인 아라크네는 제작이 완료되었고, 발사 준비단계로 접어들고 있음.

70. 미국은 2050년까지 35GW를 우주 태양광으로 발전해서, 미국 전체 가구의 20%에 전기를 공급하겠다는 계획임.

71. 미국은 달 궤도에 우주 태양광 위성을 띄워, 해가 들지 않는 분화구 안쪽의 채굴기지에 전력을 전송하는 그리드 계획을 진행하고 있음.

72. 우주 태양광의 남은 가장 큰 숙제는 우주와 지상간 36,000km거리에서 전기에너지를 15%이상 효율로 보내는 기술임.

73. 가장 큰 숙제가 풀리지 않은 상황에서, 발상을 전환한 새로운 방법이 추진되기 시작함.

74. 이런 일에 꼭 끼어드는 인물이 투자금을 모으기 시작한 것임.

2편에서 계속