Max Arshavasky, spoluzakladatel a generální ředitel Zenno Astronautics – série rozhovorů

Max Arshavsky, spoluzakladatel a generální ředitel společnosti Zenno Astronautics, je podnikatel a inženýr zaměřující se na vývoj supravodivých technologií pro využití ve vesmíru. Společnost Zenno založil v roce 2017 během studia inženýrství na University of Auckland, kde později získala počáteční dynamiku díky vítězství v univerzitní soutěži Velocity $100K Challenge. Pod jeho vedením se Zenno posunulo od raného výzkumného konceptu k předvedení supravodivé technologie na oběžné dráze a navázalo spolupráci s významnými organizacemi z oblasti letectví, kosmonautiky a technologií, včetně Mitsubishi Electric. Arshavského širší vize se soustředí na vytvoření škálovatelné infrastruktury, která umožní kosmickým lodím a budoucím vesmírným odvětvím fungovat s menší závislostí na palivu a dalších zdrojích dopravovaných ze Země.

Zenno Astronautics je novozélandská společnost zaměřená na vesmírné technologie, která vyvíjí elektromagnetickou platformu založenou na supravodivých magnetických systémech. Její technologie je určena pro využití například při určování polohy a řízení orientace kosmických lodí bez paliva, elektromagnetickém zrychlování a v budoucnu také při ochraně před radiací a budování další infrastruktury potřebné pro dlouhodobou činnost ve vesmíru. Vlajkový produkt Z01 Supertorquer využívá řiditelné magnetické pole, které interaguje s magnetickým polem Země a upravuje orientaci satelitu bez spotřeby pohonné látky. Společnost Zenno navíc úspěšně provozovala supravodivou technologii na oběžné dráze. Nyní směřuje ke komercializaci a širšímu začlenění své technologie, mimo jiné ve spolupráci s Mitsubishi Electric, s nímž vyhodnocuje a simuluje využití zařízení Z01 při budoucích satelitních misích.

V roce 2017 jste spoluzaložil Zenno Astronautics s myšlenkou využívat supravodivé magnetické technologie ve vesmíru. Co vás původně přesvědčilo, že by se magnetismus mohl stát praktickým základem infrastruktury pro kosmické lodě, a jak se tato vize vyvíjela, když se společnost posunula od konceptu k hardwaru fungujícímu na oběžné dráze?

V určitém okamžiku mi došlo, že se lidstvo rozšiřuje za hranice Země. To zahrnuje náš technologický rozvoj a časem také mnohem výraznější lidskou přítomnost ve vesmíru. Začal jsem přemýšlet o tom, jak by to vypadalo ve velkém měřítku a co bychom potřebovali, aby to bylo udržitelné.

Došel jsem k závěru, že se musíme naučit využívat zdroje, které už máme ve vesmíru k dispozici, místo abychom se neustále spoléhali na zdroje dopravované ze Země. Jedním z nejhojnějších zdrojů, které máme, je sluneční energie. Otázkou tedy je, jak tuto energii přímo přeměnit na užitečnou fyzickou práci ve vesmíru.

Odpovědí byl elektromagnetismus a nakonec supravodivý elektromagnetismus. Pokud dokážeme vytvořit mimořádně výkonné magnetické systémy, které ve vesmíru fungují efektivně, můžeme začít využívat energii k vykonávání práce, aniž bychom se museli spoléhat na řadu spotřebních a mechanických systémů, na nichž jsou dnešní kosmické lodě závislé.

To byla základní myšlenka, na níž Zenno vzniklo. Od roku 2017 se změnilo to, že už nejde jen o teoretický koncept. Vyvinuli jsme tuto technologii, vyslali supravodivé magnetické systémy na oběžnou dráhu a nyní pracujeme na mnohem širším spektru využití. Základní vize však zůstává stejná: využívat energii a zdroje, které už jsou ve vesmíru k dispozici, k budování infrastruktury potřebné pro mnohem rozsáhlejší lidskou a technologickou přítomnost za hranicemi Země.

Zařízení Z01 Supertorquer od společnosti Zenno úspěšně fungovalo na palubě kosmické lodi Mira společnosti Impulse Space. Co vás tato první demonstrace na oběžné dráze naučila o provozu supravodivých magnetických systémů ve vesmírném prostředí a které výsledky byly pro ověření této technologie nejdůležitější?

Nejdůležitější výsledek byl velmi jednoduchý: fungovalo to. Systém na oběžné dráze úspěšně pracoval a prokázal, že supravodivá magnetická technologie může ve vesmírném prostředí spolehlivě fungovat.

Bylo to důležité, protože jsme zaváděli zcela novou kategorii technologií pro kosmické lodě. Na Zemi můžete rozsáhle modelovat a testovat, ale nakonec musíte prokázat, že hardware vydrží start, dokáže fungovat autonomně a po dosažení vesmíru plní svou funkci podle návrhu.

Mise nám poskytla toto ověření a hlavně také zkušenosti, které jsme mohli přímo využít při vývoji další generace technologie. Zjistili jsme, jak systém ještě více zefektivnit z hlediska spolehlivosti a jak přejít od dokazování toho, že supravodivá magnetická technologie funguje na oběžné dráze, k vývoji produktů, které lze integrovat do kosmických lodí určených k provozu.

Zařízení Z01 je nyní integrováno do satelitu Starburst-1 společnosti Portal Space Systems. Co tato mise umožní společnosti Zenno předvést oproti misi Mira a co by se považovalo za úspěšný let zařízení Supertorquer?

Mise Starburst-1 představuje výrazné zvýšení schopností oproti tomu, co jsme předvedli dříve. Magnet na palubě tohoto satelitu je podstatně výkonnější než systém, který jsme vyslali do vesmíru předtím, takže můžeme začít testovat aplikace přesahující původní demonstraci této technologie.

Jedním z nejdůležitějších vylepšení je radiační stínění. Starburst-1 nese radiační senzor, který nám umožní začít měřit, nakolik dokáže silné supravodivé magnetické pole chránit kosmickou loď před zářením tvořeným nabitými částicemi.

Úspěšný let pro nás znamená prokázat, že výkonnější systém spolehlivě funguje na oběžné dráze, a zároveň získat užitečná data o radiačním prostředí a účincích magnetického pole. To nás posouvá o další krok blíže k pochopení toho, jak může supravodivá magnetická technologie plnit na palubě budoucích kosmických lodí více funkcí.

Konvenční kosmické lodě se při manévrování a řízení orientace obvykle spoléhají na systémy využívající pohonné látky, reakční kola nebo jiné mechanické technologie. V čem Supertorquer nabízí největší výhody z hlediska životnosti kosmické lodi, hmotnosti, spolehlivosti nebo flexibility misí?

Největšími výhodami jsou spolehlivost, dlouhá životnost a cenová dostupnost.

Mnoho konvenčních systémů kosmických lodí se spoléhá na mechanické součásti nebo spotřební materiál a tyto systémy mohou nakonec omezovat dobu, po kterou může kosmická loď fungovat. Výhodou elektromagnetické technologie je, že některé z těchto funkcí můžeme řešit jinak: využívat magnetické síly namísto úplné závislosti na konvenčních mechanických systémech nebo systémech využívajících pohonné látky.

Cílem je, aby kosmická loď zůstala déle užitečná, fungovala spolehlivěji a snížily se náklady spojené s udržováním těchto schopností po celou dobu mise. To je stále důležitější, protože se očekává, že kosmické lodě budou fungovat delší dobu a plnit složitější mise

Zenno také zkoumá, zda silná supravodivá magnetická pole mohou pomoci chránit kosmické lodě před zářením tvořeným nabitými částicemi. Jak slibné je radiační stínění jako komerční využití a co je ještě třeba prokázat, než by magnetické stínění mohlo chránit citlivou elektroniku, případně i lidské posádky?

Vývoj radiačního stínění jako komerčního využití je stále v počáteční fázi, proto chci zdůraznit, že Zenno v současnosti nemá na trhu produkt pro radiační stínění.

Investujeme do něj však, protože v něm vidíme značný potenciál. Záření představuje ve vesmíru zásadní problém jak pro citlivou elektroniku, tak časem i pro lidi, kteří budou působit mimo ochranu, kterou máme na Zemi. Pokud bude možné pomocí silných supravodivých magnetických polí odklánět nabité částice, nabídne se jiný způsob ochrany kosmických lodí.

Dalším krokem je prokázat tuto schopnost ve skutečném vesmírném prostředí. To je jeden z důvodů, proč je mise Starburst-1 důležitá: na palubě kosmické lodi budeme mít radiační senzor a můžeme začít shromažďovat data o tom, jak magnetický systém působí na radiační prostředí.

Odhaduji, že by se radiační stínění mohlo stát komerčním využitím zhruba během pěti let, ale mezi prokázáním fyzikálních principů, na nichž stojí, a dodáním komerčního produktu je stále zapotřebí značné množství testování a technického vývoje.

Přenést supravodiče z laboratorního prostředí na oběžnou dráhu přináší zcela odlišné technické výzvy. Které problémy spojené s tepelným hospodařením, spolehlivostí, spotřebou energie a udržením supravodivých vlastností ve vesmíru bylo nejtěžší vyřešit?

Přesunout technologii z laboratoře do vesmíru je obtížné, protože najednou musí všechno spolehlivě fungovat společně ve velmi omezeném prostředí.

Systém musí přežít start. Musí fungovat autonomně. Musí být účinný a soběstačný. Musí se vejít do velmi malého prostoru, správně se integrovat s kosmickou lodí a splnit požadavky zákazníka. A veškerý tento hardware musí dorazit a být integrován podle plánu.

Ve skutečnosti jde o několik různých technických přechodů. Nejprve je třeba přejít od laboratorního systému k něčemu, co může fungovat ve vesmíru. Poté je třeba přejít od technologické demonstrace ve vesmíru k něčemu, co lze skutečně používat jako komerční produkt. Tento druhý přechod může být stejně obtížný, protože technologie musí splňovat požadavky zákazníka na spolehlivost, integraci a výkon.

Pro nás to znamenalo systém průběžně zdokonalovat, aby supravodivá technologie nebyla jen něčím, co dokážeme předvést na oběžné dráze, ale mohla se stát praktickou součástí konstrukce kosmických lodí.

Jak dnes Zenno využívá umělou inteligenci, ať už při elektromagnetickém modelování, simulacích, optimalizaci hardwaru, plánování misí, testování nebo analýze dat získaných ze systémů, jako je Z01?

Jednou z nejzajímavějších oblastí, v níž již využíváme Super Intelligence (SI), je koordinace rojů družic.

Vyvinuli jsme algoritmus řízený umělou inteligencí, který má koordinovat formace družic fungujících společně prostřednictvím magnetických interakcí. Lze si to představit trochu jako hejno ryb nebo ptáků: tvoří je mnoho jednotlivých členů, kteří se však společně pohybují a chovají jako jeden systém.

Myšlenka spočívá v tom, že by si více kosmických lodí mohlo pomocí magnetických polí udržovat vzájemné uspořádání, zatímco SI by koordinovala fungování celé formace. Díky tomu by bylo možné ve vesmíru budovat velmi rozsáhlé struktury nebo systémy z mnoha menších kosmických lodí, místo abychom se spoléhali na jediné obrovské plavidlo.

Pro nás se SI a elektromagnetické technologie skvěle doplňují. Magnetické systémy nabízejí nový způsob, jak mohou kosmické lodě fyzicky interagovat a fungovat společně, zatímco SI poskytuje potřebnou inteligenci ke koordinaci stále složitějších formací bez lidského zásahu.

Jak se kosmické lodě stávají stále autonomnějšími, jak podle vás může AI spolupracovat s technologiemi, jako je Supertorquer? Mohla by kosmická loď řízená AI časem dynamicky upravovat své magnetické systémy podle podmínek na oběžné dráze, cílů mise nebo blízkých kosmických lodí?

Rozhodně. Myslím, že SI bude nakonec na palubě kosmických lodí přijímat většinu provozních rozhodnutí.

S tím, jak jsou mise složitější a kosmické lodě operují dál od Země, je stále méně praktické, aby lidé ze Země ručně řídili každé rozhodnutí. Kosmické lodě budou muset rozumět svému prostředí, určit, co je třeba udělat, a jednat autonomně.

To přirozeně souvisí s elektromagnetickými systémy. Autonomní kosmická loď by mohla upravovat způsob, jakým využívá své magnetické schopnosti, podle prostředí, cílů mise a toho, jak potřebuje interagovat s ostatními kosmickými loděmi.

Koncept roje je jedním z příkladů tohoto směřování. Místo toho, abychom každou kosmickou loď ovládali ze Země jednotlivě, může SI koordinovat společné chování mnoha kosmických lodí. S tím, jak se bude zlepšovat SI i autonomie kosmických lodí, se podle mě bude stále více těchto rozhodnutí přesouvat na jejich palubu.

Z01 využívá magnetické pole Země, ale širší ambice společnosti Zenno zahrnují také dopravu, radiační stínění a elektromagnetickou infrastrukturu mimo oběžnou dráhu Země. Jak se mění technologický plán při přechodu do prostředí, kde je dostupné magnetické pole slabší nebo se zásadně liší?

Očekáváme, že se stále více komerčních aktivit přesune na vyšší oběžné dráhy Země, a toto prostředí je pro nás obzvlášť zajímavé.

Magnetické pole Země s rostoucí vzdáleností slábne, zároveň se však naše magnetické systémy výrazně zdokonalují. Díky tomu můžeme dál rozvíjet elektromagnetické aplikace, i když se okolní prostředí mění.

Vyšší oběžné dráhy mohou být také náročné pro některé konvenční technologie kosmických lodí, což otevírá prostor pro alternativní přístupy. Náš technologický plán se proto neomezuje na využití magnetického pole Země ke stabilizaci. Vyvíjíme stále výkonnější magnetické systémy, které mohou podporovat aplikace, jako je pohyb kosmických lodí, radiační stínění a vzájemné interakce mezi kosmickými loděmi.

Konečným cílem je vyvinout technologie, které budou fungovat i v čím dál náročnějším prostředí, jak se budou aktivity rozšiřovat stále dál od Země.

Zenno popisuje svůj dlouhodobý cíl jako budování elektromagnetické infrastruktury ve vesmíru. Které aplikace by podle vás mohly být po Supertorqueru další komerčně životaschopné a jak by nakonec mohl vypadat rozvinutý ekosystém supravodivé vesmírné infrastruktury?

Existuje několik aplikací, na které se obzvlášť těším.

Jednou z nich je radiační stínění. Další je elektromagnetické vypouštění nákladů ve vesmíru – tedy možnost urychlovat náklady pomocí magnetických systémů namísto paliva. Na tomto konceptu už pracujeme.

Myslím také, že Supertorquer najde uplatnění i mimo stabilizaci družic. S dozráváním technologie se může stát klíčovým prostředkem pro inteligentní roje kosmických lodí, v nichž mnoho jednotlivých lodí funguje společně jako mnohem větší systém. Další oblastí, kterou chceme dál rozvíjet, je pohyb družic.

Širším cílem není jen vytvářet jednotlivé produkty. Chceme umožnit vznik zcela nové vrstvy technologií ve vesmíru a nakonec vybudovat infrastrukturu, která využije možnosti, jež otevírá supravodivý elektromagnetismus.

Tím se vracíme k původní myšlence společnosti Zenno: využívat energii a zdroje, které už jsou ve vesmíru k dispozici, k užitečné práci a budování infrastruktury mimo Zemi. Budoucnost je elektromagnetická.

Děkuji za skvělý rozhovor. Čtenáři, kteří se chtějí dozvědět více, mohou navštívit Zenno Astronautics.