AI로 1cm 우주 쓰레기까지 실시간 감지

■ AI로 1cm 우주 쓰레기까지 실시간 감지

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​SF영화 ‘그래비티’(Gravity)(2013)는 허블 우주 망원경을 수리하러 우주선 밖으로 나간 과학자가 우주 쓰레기와 부딪쳐 광활한 우주로 내던져지면서 벌어지는 일을 다루고 있다. 지구에서는 폐플라스틱 때문에 몸살을 앓고 있다면, 지구 밖 우주에서는 우주 쓰레기가 문제이다. 인간의 행동 반경이 우주까지 넓어지면서 우주 쓰레기가 생겨나는 것은 필연적이었다. 수명이 다한 인공 위성과 그 잔해들, 위성에서 빠져나간 나사, 벗겨진 페인트 조각까지 약 350만개의 우주 쓰레기가 초속 8㎞라는 무서운 속도로 지구 궤도를 돌고 있다.

 

물체의 운동 에너지는 속도의 제곱에 비례하는 만큼 우주 쓰레기가 아무리 작아도 충돌하면, 엄청난 피해를 일으킨다. 이 때문에 위성을 운용하는 나라들은 우주쓰레기 처리 문제에 골머리를 앓고 있다. 이런 가운데, 중국 랴오닝 공과대학 지형정보학부, 중국 측량지리 과학연구원 산하 측지학. 지구 동역학연구소 공동 연구팀이 레이저 추적 망원경에 인공 지능(AI) 알고리즘을 적용해서 1-10㎝ 우주 쓰레기의 위치까지도 정확히 파악하는 방법을 개발했다. 이번 연구 결과는 물리학 분야 국제 학술지 ‘레이저 응용 저널’ 2019년 12월 25일자에 실렸다.

 

레이저 추적은 레이저를 물체에 쏴 반사되는 신호로 거리와 위치를 측정하는 기술이다. 현재 이용 중인 대중화된 기술 수준으로는 우주 쓰레기 크기가 10㎝ 이하이면, 반사 신호가 약해 정확한 위치 확인이 어렵다.

 

연구팀은 AI 신경망 기술과 오차 보정 알고리즘을 레이저 추적 망원경에 결합시켰다. 그 결과 레이저 추적 망원경의 관측 정확도를 높여 1-10㎝ 크기의 우주 물체 위치까지도 실시간으로 정확하게 파악할 수 있게 됐다. 연구팀은 기존 95개의 별 관측 데이터를 활용해 새로운 22개의 별을 관측하는 데 성공함으로써 알고리즘의 정확도를 검증했다.

 

마 톈밍 교수는 “우주 쓰레기의 위치를 정확히 파악하는 것은 우주선과 인공 위성을 안전하게 운용하는 데 필수적”이라며 “이번 기술은 지금까지 나온 방법 중 우주 쓰레기의 위치를 가장 정확히 파악할 수 있으며 활용하기도 쉽다는 장점이 있다”고 설명했다.