مقابلات
ماكس أرشافاسكي، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة Zenno Astronautics – سلسلة مقابلات
أضف Unite.AI إلى مصادرك المفضلة على Google
ماكس أرشافاسكي رائد أعمال ومهندس، وهو المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة Zenno Astronautics، ويركز على تطوير تقنيات فائقة التوصيل للاستخدام في الفضاء. أسس Zenno عام 2017، حين كان يدرس الهندسة في University of Auckland، حيث حققت الشركة لاحقًا انطلاقتها الأولى بفوزها بتحدي Velocity $100K Challenge التابع للجامعة. وفي ظل قيادته، انتقلت Zenno من مفهوم بحثي في مراحله المبكرة إلى إثبات فاعلية تقنية فائقة التوصيل في المدار، وأقامت في الوقت نفسه علاقات مع مؤسسات كبرى في قطاعي الطيران والفضاء والتكنولوجيا، منها Mitsubishi Electric. وتتمحور رؤيته الأوسع حول إنشاء بنية تحتية قابلة للتوسع تتيح للمركبات الفضائية والصناعات المستقبلية في الفضاء العمل مع اعتماد أقل على الوقود وغيره من الموارد التي تُنقل من الأرض.
Zenno Astronautics شركة لتكنولوجيا الفضاء مقرها نيوزيلندا، وتعمل على تطوير منصة كهرومغناطيسية ترتكز على أنظمة مغناطيسية فائقة التوصيل. وقد صُممت تقنيتها لتطبيقات تشمل تحديد مواقع المركبات الفضائية والتحكم في اتجاهها من دون وقود، والتسريع الكهرومغناطيسي، وفي نهاية المطاف الحماية من الإشعاع وغيرها من البنى التحتية اللازمة لاستمرار النشاط في الفضاء. ويستخدم منتجها الرئيسي Z01 Supertorquer مجالًا مغناطيسيًا قابلًا للتحكم للتفاعل مع المجال المغناطيسي للأرض وضبط اتجاه القمر الصناعي من دون استهلاك وقود دافع، كما نجحت Zenno في تشغيل تقنية فائقة التوصيل في المدار. وتتجه الشركة الآن نحو تسويق تقنيتها وتوسيع نطاق دمجها، ويشمل ذلك العمل مع Mitsubishi Electric على تقييم Z01 ومحاكاة أدائه لمهام الأقمار الصناعية المستقبلية.
أسستما Zenno Astronautics عام 2017 على فكرة استخدام التقنيات المغناطيسية فائقة التوصيل في الفضاء. ما الذي أقنعك في البداية بأن المغناطيسية يمكن أن تصبح أساسًا عمليًا للبنية التحتية للمركبات الفضائية؟ وكيف تطورت هذه الرؤية مع انتقال الشركة من المفهوم إلى أجهزة تعمل في المدار؟
في مرحلة ما، اتضح لي أن البشرية تتوسع خارج حدود الأرض. ويشمل ذلك توسعنا التكنولوجي، وكذلك، في نهاية المطاف، ازدياد وجود البشر في الفضاء بدرجة كبيرة. وبدأت أفكر في شكل هذا التوسع على نطاق واسع، وما نحتاج إليه لجعله مستدامًا.
خلصت إلى أننا بحاجة إلى تعلم كيفية استخدام الموارد المتاحة لنا بالفعل في الفضاء، بدلًا من الاعتماد باستمرار على الموارد المنقولة من الأرض. والطاقة الشمسية من أوفر الموارد المتاحة لنا. وعندئذ يبرز السؤال: كيف يمكننا تحويل هذه الطاقة مباشرة إلى عمل مادي مفيد في الفضاء؟
كان الجواب هو الكهرومغناطيسية، وفي نهاية المطاف الكهرومغناطيسية فائقة التوصيل. فإذا استطعنا إنشاء أنظمة مغناطيسية فائقة القوة تعمل بكفاءة في الفضاء، فبوسعنا تسخير الطاقة لإنجاز الأعمال من دون الاعتماد على كثير من الأنظمة الاستهلاكية والميكانيكية التي تعتمد عليها المركبات الفضائية اليوم.
كانت تلك الفكرة الأساسية وراء Zenno. وما تغير منذ عام 2017 هو أنها لم تعد مجرد فرضية. فقد بنينا التقنية، وأرسلنا أنظمة مغناطيسية فائقة التوصيل إلى المدار، ونعمل الآن على توسيع نطاق تطبيقاتها بدرجة كبيرة. لكن الرؤية الجوهرية لا تزال كما هي: استخدام الطاقة والموارد المتاحة بالفعل في الفضاء لبناء البنية التحتية اللازمة لوجود بشري وتكنولوجي أكبر بكثير خارج حدود الأرض.
نجحت Zenno في تشغيل Z01 Supertorquer على متن المركبة الفضائية Mira التابعة لشركة Impulse Space. ما الذي علمتكم إياه أول تجربة إثبات في المدار عن تشغيل الأنظمة المغناطيسية فائقة التوصيل في بيئة الفضاء؟ وما النتائج التي كانت الأهم في التحقق من فاعلية التقنية؟
كانت أهم نتيجة بسيطة للغاية: لقد نجح النظام في العمل. فقد عمل بنجاح في المدار، وأثبت أن تقنية مغناطيسية فائقة التوصيل يمكنها تقديم أداء موثوق في بيئة الفضاء.
كان ذلك مهمًا لأننا كنا نرسخ فئة جديدة تمامًا من التقنيات للمركبات الفضائية. يمكن إعداد النماذج وإجراء اختبارات مكثفة على الأرض، لكن لا بد في نهاية المطاف من إثبات قدرة الأجهزة على تحمل الإطلاق، والعمل ذاتيًا، والأداء وفق التصميم بعد وصولها إلى الفضاء.
أتاحت لنا المهمة التحقق من فاعلية التقنية، والأهم من ذلك أنها منحتنا خبرة أمكننا الاستفادة منها مباشرة في تطوير الجيل التالي منها. وتعلمنا كيف نجعل النظام أكثر موثوقية، وكيف ننتقل من إثبات أن التقنية المغناطيسية فائقة التوصيل تعمل في المدار إلى بناء منتجات يمكن دمجها في المركبات الفضائية التشغيلية.
دُمج Z01 الآن على متن القمر الصناعي Starburst-1 التابع لشركة Portal Space Systems. ما الذي ستتيح هذه المهمة لـZenno إثباته ولم يكن ممكنًا خلال مهمة Mira؟ وما الذي سيُعد رحلة ناجحة لـSupertorquer؟
تمثل مهمة Starburst-1 زيادة كبيرة في القدرات مقارنة بما أثبتناه سابقًا. فالمغناطيس الموجود على متن هذه المهمة أقوى بكثير من النظام الذي أطلقناه من قبل، ما يتيح لنا البدء باختبار تطبيقات تتجاوز الإثبات الأولي للتقنية.
من أهم الإضافات نظام الحماية من الإشعاع. وتحمل مهمة Starburst-1 مستشعرًا للإشعاع سيسمح لنا بالبدء في قياس مدى فعالية مجال مغناطيسي فائق التوصيل وقوي في حماية مركبة فضائية من الإشعاع الناجم عن الجسيمات المشحونة.
بالنسبة إلينا، يعني نجاح الرحلة إثبات أن النظام الأقوى يعمل بموثوقية في المدار، مع جمع بيانات مفيدة عن بيئة الإشعاع وتأثير المجال المغناطيسي. ويشكل ذلك خطوة إضافية نحو فهم كيفية إسهام تقنية المغناطيس فائق التوصيل في أداء وظائف متعددة على متن المركبات الفضائية مستقبلًا.
تعتمد المركبات الفضائية التقليدية عادةً على أنظمة تعمل بالوقود الدافع، أو عجلات رد الفعل، أو تقنيات ميكانيكية أخرى للمناورة والتحكم في الوضعية. فما أبرز المزايا التي يوفرها Supertorquer من حيث عمر المركبة الفضائية وكتلتها وموثوقيتها ومرونة المهمة؟
أبرز المزايا هي الموثوقية وطول العمر وانخفاض التكلفة.
تعتمد أنظمة كثيرة في المركبات الفضائية التقليدية على مكونات ميكانيكية أو مواد استهلاكية، وقد تحد هذه الأنظمة في نهاية المطاف من مدة تشغيل المركبة الفضائية. وتتمثل ميزة التقنية الكهرومغناطيسية في أنها تتيح لنا اتباع نهج مختلف في بعض هذه الوظائف، باستخدام القوى المغناطيسية بدلًا من الاعتماد كليًا على الأنظمة الميكانيكية التقليدية أو الأنظمة العاملة بالوقود الدافع.
يتمثل الهدف النهائي للمشغّلين في امتلاك مركبة فضائية تظل مفيدة مدة أطول، وتعمل بموثوقية أكبر، وتقلل التكاليف المرتبطة بالحفاظ على هذه القدرات طوال المهمة. وتزداد أهمية ذلك مع توقع تشغيل المركبات الفضائية لفترات أطول وتنفيذها مهام أكثر تعقيدًا
تبحث Zenno أيضًا في إمكانية استخدام المجالات المغناطيسية القوية فائقة التوصيل للمساعدة على حماية المركبات الفضائية من الإشعاع الناجم عن الجسيمات المشحونة. فما مدى جدوى الحماية من الإشعاع بوصفها تطبيقًا تجاريًا، وما الذي لا يزال يتعين إثباته قبل أن تتمكن الحماية المغناطيسية من حماية الإلكترونيات الحساسة أو، في نهاية المطاف، أطقم البشر؟
ما زلنا في المراحل الأولى من تطوير الحماية من الإشعاع كتطبيق تجاري، لذا أود أن أوضح أن Zenno لا تطرح حاليًا أي منتج للحماية من الإشعاع في السوق.
لكننا نستثمر في هذا المجال لأننا نرى فيه إمكانات كبيرة. فالإشعاع يمثل تحديًا جوهريًا في الفضاء، سواء للإلكترونيات الحساسة أو، في نهاية المطاف، للبشر الذين يعملون خارج نطاق الحماية المتاحة لنا على الأرض. وإذا أمكن استخدام المجالات المغناطيسية القوية فائقة التوصيل لتغيير مسارات الجسيمات المشحونة، فسيكون هناك مجال لابتكار نهج مختلف لحماية المركبات الفضائية.
تتمثل الخطوة التالية في إثبات هذه القدرة في بيئة الفضاء الفعلية. وهذا أحد أسباب أهمية مهمة Starburst-1: إذ سنضع مستشعرًا للإشعاع على متن المركبة الفضائية، ونتمكن من البدء في جمع البيانات عن تفاعل النظام المغناطيسي مع بيئة الإشعاع.
أقدّر أننا قد نشهد تحول الحماية من الإشعاع إلى تطبيق تجاري في غضون نحو خمس سنوات، لكن لا يزال هناك قدر كبير من الاختبارات والعمل الهندسي اللازمين للانتقال من إثبات المبادئ الفيزيائية الأساسية إلى تقديم منتج تجاري.
ينطوي نقل الموصلات الفائقة من بيئة المختبر إلى المدار على تحديات هندسية مختلفة تمامًا. ما أصعب المشكلات التي واجهتموها في إدارة الحرارة والموثوقية واستهلاك الطاقة والحفاظ على أداء الموصلات الفائقة في الفضاء؟
يصعب نقل تقنية من المختبر إلى الفضاء لأن كل شيء يجب عندئذ أن يعمل معًا بموثوقية في بيئة شديدة التقييد.
يجب أن يتحمل النظام الإطلاق. ويجب أن يعمل بصورة مستقلة. كما يجب أن يكون كفؤًا وقادرًا على الاستمرار ذاتيًا. ويجب أن يتسع في حجم صغير جدًا، وأن يتكامل على نحو سليم مع المركبة الفضائية، وأن يلبي متطلبات العميل. ويجب أيضًا أن تصل جميع هذه المعدات وأن تُدمج في الموعد المحدد.
يتضمن الأمر في الواقع مراحل انتقال هندسية متعددة. أولًا، يجب الانتقال من نظام مختبري إلى نظام قادر على العمل في الفضاء. ثم يجب الانتقال من عرض تقني في الفضاء إلى منتج تجاري قابل للاستخدام فعليًا. وقد تكون هذه المرحلة الثانية صعبة بالقدر نفسه، لأن التقنية يجب أن تفي بمعايير الموثوقية والتكامل والأداء التي يتوقعها العميل.
بالنسبة إلينا، استلزم ذلك تحسين النظام باستمرار، بحيث لا تقتصر تقنية الموصلات الفائقة على كونها شيئًا نستطيع عرضه في المدار، بل تصبح جزءًا عمليًا من تصميم المركبات الفضائية.
كيف تستخدم Zenno الذكاء الاصطناعي اليوم، سواء في النمذجة الكهرومغناطيسية أو المحاكاة أو تحسين المعدات أو تخطيط المهام أو الاختبار أو تحليل البيانات التي تولدها أنظمة مثل Z01؟
من أكثر المجالات إثارة للاهتمام التي نستخدم فيها بالفعل الذكاء الفائق (SI) تنسيق أسراب الأقمار الصناعية.
طورنا خوارزمية مدعومة بالذكاء الاصطناعي، صُممت لتنسيق تشكيلات من الأقمار الصناعية التي تعمل معًا عبر التفاعلات المغناطيسية. ويمكنك أن تتخيل الأمر على غرار سرب من الأسماك أو قطيع من الطيور: فهناك أفراد كثيرون، لكنهم يتحركون ويتصرفون جميعًا بوصفهم نظامًا واحدًا.
تتمثل الفكرة في أن مركبات فضائية متعددة يمكنها الحفاظ على علاقتها بعضها ببعض باستخدام المجالات المغناطيسية، بينما ينسق SI طريقة عمل التشكيل ككل. وهذا يتيح إمكانية إنشاء هياكل أو أنظمة ضخمة للغاية في الفضاء انطلاقًا من عدد كبير من المركبات الفضائية الأصغر، بدلًا من الاعتماد على مركبة واحدة هائلة.
تتكامل تقنيتا SI والكهرومغناطيسية إلى حد كبير. فالأنظمة المغناطيسية تتيح للمركبات الفضائية طريقة جديدة للتفاعل والعمل معًا ماديًا، في حين يوفر SI الذكاء اللازم لتنسيق تشكيلات تزداد تعقيدًا بصورة ذاتية.
مع تزايد استقلالية المركبات الفضائية، كيف ترى دور الذكاء الاصطناعي في العمل جنبًا إلى جنب مع تقنيات مثل Supertorquer؟ وهل يمكن لمركبة فضائية يتحكم فيها الذكاء الاصطناعي أن تضبط أنظمتها المغناطيسية ديناميكيًا في نهاية المطاف، استنادًا إلى ظروف المدار أو أهداف المهمة أو المركبات الفضائية القريبة؟
بالتأكيد. أعتقد أن SI سيتولى في نهاية المطاف اتخاذ معظم القرارات التشغيلية على متن المركبات الفضائية.
مع ازدياد تعقيد المهمات وابتعاد المركبات الفضائية عن الأرض، يصبح من غير العملي على نحو متزايد أن يتحكم البشر يدويًا في كل قرار من على الأرض. وستحتاج المركبات الفضائية إلى فهم بيئتها، وتحديد ما ينبغي فعله، والتصرف باستقلالية.
وهذا ينسجم بطبيعة الحال مع الأنظمة الكهرومغناطيسية. فقد تتمكن مركبة فضائية مستقلة من تعديل طريقة استخدام قدراتها المغناطيسية بحسب بيئتها وأهداف مهمتها وكيفية تفاعلها مع المركبات الفضائية الأخرى.
يُعد مفهوم الأسراب أحد الأمثلة على هذا التوجه. فبدلًا من التحكم بكل مركبة فضائية على حدة من الأرض، يمكن لـSI تنسيق سلوك عدد كبير من المركبات الفضائية لتعمل بصورة جماعية. ومع تحسن كل من SI واستقلالية المركبات الفضائية، أعتقد أننا سنشهد انتقال المزيد من هذه القرارات إلى متنها.
تستفيد Z01 من المجال المغناطيسي للأرض، لكن طموحات Zenno الأوسع تشمل النقل والحماية من الإشعاع والبنية التحتية الكهرومغناطيسية خارج مدار الأرض. كيف تتغير خارطة الطريق التقنية مع الانتقال إلى بيئات يكون فيها المجال المغناطيسي المتاح أضعف أو مختلفًا اختلافًا جوهريًا؟
نتوقع انتقال قدر أكبر بكثير من النشاط التجاري إلى مدارات أعلى حول الأرض، وهذه البيئات تثير اهتمامنا على نحو خاص.
يضعف المجال المغناطيسي للأرض كلما ابتعدنا عنها، لكن أنظمتنا المغناطيسية تزداد في الوقت نفسه قوةً بدرجة كبيرة. وهذا يتيح لنا مواصلة تطوير تطبيقات كهرومغناطيسية حتى مع تغير البيئة المحيطة.
وقد تشكل المدارات الأعلى أيضًا تحديًا لبعض تقنيات المركبات الفضائية التقليدية، ما يخلق فرصًا لاتباع أساليب بديلة. لذلك، لا تقتصر خارطة طريقنا على استخدام المجال المغناطيسي للأرض لتحقيق الاستقرار. نحن نطور أنظمة مغناطيسية تزداد قوةً باستمرار، ويمكنها دعم تطبيقات مثل تحريك المركبات الفضائية والحماية من الإشعاع والتفاعل بين المركبات الفضائية.
وفي نهاية المطاف، يتمثل الهدف في بناء تقنيات قادرة على العمل في بيئات تزداد تحديًا، مع توسع النشاط إلى مناطق أبعد عن الأرض.
تصف Zenno هدفها الطويل الأمد بأنه بناء بنية تحتية كهرومغناطيسية للفضاء. وبعيدًا عن Supertorquer، ما التطبيقات التي تعتقد أنها قد تصبح مجدية تجاريًا في المرحلة التالية، وكيف قد تبدو منظومة متكاملة ناضجة للبنية التحتية الفضائية فائقة التوصيل؟
هناك عدة تطبيقات تثير حماسي على نحو خاص.
الحماية من الإشعاع أحدها. ومن التطبيقات الأخرى الإطلاق الكهرومغناطيسي في الفضاء، أي تسريع الحمولات باستخدام الأنظمة المغناطيسية بدلًا من الوقود. ونحن نعمل بالفعل على هذا المفهوم.
وأرى أيضًا أن Supertorquer سيتطور ليتجاوز تثبيت الأقمار الصناعية. فمع نضوج التقنية، يمكن أن تصبح تقنية تمكينية لأسراب ذكية من المركبات الفضائية، تعمل فيها مركبات كثيرة منفردة معًا كنظام أكبر بكثير. كما أن تحريك الأقمار الصناعية مجال آخر نتوقع مواصلة تطويره.
لا يقتصر الهدف الأوسع على ابتكار منتجات منفردة. نريد إتاحة طبقة جديدة بالكامل من التقنيات في الفضاء، وبناء بنية تحتية في نهاية المطاف تستفيد من الإمكانات التي تتيحها الكهرومغناطيسية فائقة التوصيل.
وهذا يعيدنا إلى الفكرة التي انطلقت منها Zenno: استخدام الطاقة والموارد المتاحة أصلًا في الفضاء لإنجاز أعمال مفيدة وبناء بنية تحتية خارج الأرض. المستقبل كهرومغناطيسي.
شكرًا لكم على هذا الحوار الرائع. ندعو القراء الراغبين في معرفة المزيد إلى زيارة Zenno Astronautics.
