우주경제 인프라로서 우주 데이터센터: 클라우드 운영 프레임워크의 가능성과 과제 탐색 연구
Space-based Datacenters as Infrastructure for the Space Economy: An Exploratory Study on the Possibilities and Challenges of Cloud Operation Frameworks
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초록
우주 데이터센터는 차세대 우주경제 인프라로 주목받고 있으며, 지상 데이터센터의 클라우드 기술을 궤도 환경에 적응시키는 과정에서 새로운 기술적, 운영적 과제가 제기된다. 본 논문에서는 우주 데이터센터의 현황과 데이터센터 클라우드 운영 프레임워크를 검토하고, 경량화 설계, 특히 지연/단절 허용 네트워크(Delay/Disruption Tolerant Networking, DTN)의 위성 환경에서의 핵심 요구사항을 제시한다. OpenStack과 StarlingX를 비교하여 기존 범용 클라우드 스택의 적용 가능성과 한계를 확인하고, StarlingX가 경량성과 원격 관리, 자동 복구 측면에서 우주 데이터센터 환경에 보다 적합한 해법임을 논의하였으며, DTN 통합 부재, 전력·열 관리 최적화 부족, 저전력 아키텍처 지원 한계, 우주 특화 보안과 복원력 미흡, 미션 특화 애플리케이션 부재 등의 개선 과제가 있음을 확인하였다.
Abstract
Space-based datacenters are emerging as next-generation infrastructure for the space economy, and adapting terrestrial cloud technologies to orbital environments introduces new technical and operational challenges. This paper reviews the current state of space-based datacenters with satellites on orbits and their cloud operation frameworks, highlighting key requirements such as lightweight design, Delay/Disruption Tolerant Networking (DTN) specifically. In particular, by comparing OpenStack and StarlingX, we identify both the applicability and limitations of general-purpose cloud stacks, and discuss how StarlingX provides a more suitable solution for space-based datacenters in terms of lightweight deployment, remote management, and autonomous recovery. At the same time, we confirm that several improvement tasks remain, including the lack of DTN integration, insufficient optimization for power and thermal management, limited support for low-power architectures, inadequate space-specific security and resilience, and the absence of mission-specific applications.