구글 참여 'AI 산불 감시 위성' 파이어샛 3기 발사...5m 크기 불씨까지 잡아낸다...비영리 '지구화재동맹'·뮤온스페이스와 구축, 시범위성 1년 성과 딛고 상시 운영 체제로 전환

[한국정보기술신문] 산불을 초기 단계에서 찾아내기 위한 인공위성 3기가 새로 발사됐다. 구글 리서치(Google Research)는 지난 7월 7일(현지시간) 미국 캘리포니아주 반덴버그 우주군 기지에서 파이어샛(FireSat) 위성 3기가 성공적으로 발사됐다고 공식 블로그를 통해 밝혔다. 파이어샛은 비영리단체 '지구화재동맹(Earth Fire Alliance, EFA)'이 주도하는 세계적 산불 감시 사업으로, 오직 산불을 찾아내고 살피기 위해 설계된 첫 위성망이다. 위성망이란 여러 대의 위성이 함께 지구를 돌며 하나의 임무를 수행하도록 묶은 무리를 뜻한다.

이번 발사로 파이어샛은 시범용 위성 한 대로 가능성을 확인하던 단계에서, 여러 위성이 지구 곳곳을 상시 감시하는 본격 운영 단계로 넘어가게 됐다. 구글 리서치는 지구화재동맹, 위성 제조사 뮤온스페이스(Muon Space) 등 산불 분야 전문가들과 손잡고 이 위성망을 함께 만들었다. 위성 3기는 스페이스X의 트랜스포터-17 발사체에 실려 우주로 향했으며, 뮤온스페이스가 개발한 위성 본체를 기반으로 제작됐다.

위성 3기는 각각 6개 파장을 감지하는 다중분광 적외선 관측 장비를 싣고 있다. 이 장비는 가로세로 5m에 불과한 작은 불씨까지 찾아낼 수 있고, 연기와 구름을 뚫고 지표를 관측할 수 있다. 적외선이란 사람 눈에 보이지 않는 빛으로, 열을 감지하는 데 쓰인다. 다중분광이란 여러 종류의 빛을 동시에 나누어 관측하는 방식이다. 짧은 파장의 적외선은 연기 너머를 보고, 중간 파장은 강한 불과 약한 불을 함께 잡아내며, 긴 파장은 땅의 온도를, 근적외선은 식물이 불에 어떻게 반응하는지를 읽어낸다.

기존에 산불 감시에 쓰이던 위성은 원래 다른 목적으로 만들어진 것이라, 해상도가 낮거나 하루에 몇 차례만 지구를 살펴 축구장보다 작은 불은 알아채기 어려웠다. 파이어샛은 산불 감시라는 한 가지 목적에 맞춰 처음부터 새로 설계됐다는 점에서 차이가 있다. 뮤온스페이스의 조니 다이어 최고경영자(CEO)는 이번 발사에 대해 산불만을 위해 만든 위성이 더 이르고 더 작은 불을 감지할 수 있음을 이미 입증했으며, 이번 위성으로 그 성능을 소방 당국이 날마다 믿고 쓸 수 있는 실제 서비스로 바꾸게 됐다고 밝혔다.

파이어샛의 또 다른 핵심은 인공지능(AI)이다. 구글 등은 위성이 찍은 사진을 곧바로 판단하지 않고, 같은 장소를 앞서 찍어 둔 사진 수천 장과 비교한다. 여기에 그 지역의 날씨 같은 조건을 함께 고려해, 지금 사진 속에 실제로 불이 났는지를 가려낸다. 이렇게 하면 구름 그림자나 햇빛 반사 등을 불로 잘못 판단하는 이른바 '거짓 경보'를 줄일 수 있다는 것이 구글의 설명이다.

이 데이터는 불을 끄는 현장 대응에만 쓰이는 것이 아니다. 구글 리서치는 AI로 분석한 결과가 불이 어떻게 번지는지를 예측하는 연구, 산불이 생태계에 미치는 영향을 이해하는 과학 연구에도 활용될 수 있다고 밝혔다. 이번 블로그를 쓴 크리스토퍼 밴 아스데일 구글 리서치 기후·에너지 총괄은 지구화재동맹 이사회 의장도 맡고 있다. 그는 앞서 시범위성이 첫 산불 영상을 보내온 당시, 첨단 AI와 결합한 이 데이터가 소방 당국과 지구과학 연구 모두에 값진 자산이 될 것이라고 밝힌 바 있다. 지금까지는 큰 산불 위주로만 기록이 남아, 전 세계에서 실제로 얼마나 많은 불이 나는지를 온전히 파악하기 어려웠다. 파이어샛은 손을 쓰지 않아도 되는 약한 불까지 함께 관측해, 산불 활동 전반에 대한 훨씬 촘촘한 그림을 그리는 것을 목표로 한다.

이번에 올라간 위성 3기는 발사 뒤 120분(2시간) 안에 지상 관제소와 교신에 성공했으며, 현재 정상 상태로 초기 점검에 들어갔다. 위성이 자리를 잡고 관측 장비를 조정하는 데 약 3개월이 걸리며, 이 과정을 거친 뒤부터 산불 자료가 각국 소방 당국에 전달될 예정이다.

3기 체제에서는 산불 위험이 높은 지역을 하루 최소 두 차례 다시 관측할 수 있다. 지구화재동맹과 뮤온스페이스는 앞으로 위성을 더 쏘아 올려, 2029년에는 전 세계를 1시간마다, 최종적으로는 2030년까지 50기가 넘는 위성으로 20분마다 관측하는 것을 목표로 하고 있다. 위성 수가 늘수록 같은 지역을 더 자주 들여다볼 수 있어, 불이 커지기 전에 알아챌 가능성도 높아진다.

이번 발사는 지난해 궤도에 오른 시범위성의 성과 위에서 이뤄졌다. 시범위성은 초기 단계의 작은 산불을 감지하도록 만든 관측 기술의 가능성을 입증했고, 실제로 기존 위성이 놓친 작고 약한 불까지 찾아낸 바 있다. 지난해 공개된 사례 가운데는 미국 오리건주에서 다른 위성들이 잡아내지 못한 작은 불을 파이어샛 시범위성이 포착한 경우도 있었다. 이번에 발사된 위성 3기는 이렇게 검증된 구조를 그대로 물려받아 운영망으로 편입됐다. 위성은 지구 저궤도를 돌며 한 번에 약 1500km 폭의 지표를 훑어, 넓은 지역을 빠르게 살필 수 있도록 설계됐다.

빠른 감지가 왜 중요한지는 대응이 늦어지기 쉬운 지역에서 잘 드러난다. 남미 아마존 열대우림처럼 감시가 어려운 곳에서는 불이 난 지 24시간이 지나서야 소방 당국이 소식을 접하는 경우도 있다. 파이어샛이 자리를 잡으면 이런 지역에서도 훨씬 이른 시점에 대응에 나설 수 있을 것으로 기대된다.

파이어샛은 정보기술 기업과 비영리단체, 자선재단이 하나의 목표 아래 힘을 모은 사업이다. 구글의 자선 조직인 구글닷오알지(Google.org)는 초기 위성 배치를 돕기 위해 1500만 달러가 넘는 자금을 지원했다. 여기에 아마존 창업자가 세운 베이조스 어스 펀드, 고든·베티 무어 재단 등도 후원자로 참여하고 있다.

지구화재동맹은 2024년 설립된 비영리 공익법인이며, 위성을 만든 뮤온스페이스는 2021년 설립돼 미국 실리콘밸리에 자리 잡은 우주 기업이다. 사업의 밑그림을 그린 단계에서는 미국 캘리포니아 소방국(CAL FIRE)이 일찍부터 초기 개념을 시험하며 개발에 참여했고, 콜로라도부터 호주까지 여러 나라의 소방 기관이 초기 협력 기관으로 이름을 올렸다. 지구화재동맹의 브라이언 콜린스 사무총장은 어떤 정부나 기관도 산불 위기를 혼자 풀 수는 없으며, 파이어샛은 일찍 투자한 후원자와 위성을 만든 기업, 그리고 초기 의견을 보태 준 소방 당국과 과학자들의 협력이 만든 결과라고 밝혔다.

파이어샛 측 전망에 따르면, 미국에서만 1시간 간격 관측이 이뤄질 경우 해마다 10억 달러가 넘는 화재 피해 비용을 줄이고, 주택과 시설 3500채를 지키며, 불에 타는 땅을 130만 에이커 줄이고, 2190만 톤의 탄소 배출을 막을 수 있을 것으로 추산된다. 다만 이는 위성망이 완전히 갖춰졌을 때를 가정한 추정치인 만큼, 실제 효과는 앞으로 운영 성과를 지켜봐야 확인될 전망이다.