Max Arshavasky, Mitgründer und CEO von Zenno Astronautics – Interviewreihe

Max Arshavsky, Mitgründer und CEO von Zenno Astronautics, ist Unternehmer und Ingenieur. Sein Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung supraleitender Technologien für den Einsatz im Weltraum. Er gründete Zenno 2017 während seines Ingenieurstudiums an der University of Auckland. Dort gewann das Unternehmen später durch den Sieg beim Velocity $100K Challenge der Universität früh an Fahrt. Unter seiner Leitung hat sich Zenno von einem Forschungskonzept in der Frühphase zu einem Unternehmen entwickelt, das supraleitende Technologie im Orbit erprobt. Zugleich hat es Beziehungen zu bedeutenden Luft- und Raumfahrt- sowie Technologieunternehmen geknüpft, darunter Mitsubishi Electric. Arshavskys übergeordnete Vision ist der Aufbau skalierbarer Infrastruktur, die es Raumfahrzeugen und künftigen Weltraumindustrien ermöglicht, mit geringerer Abhängigkeit von Treibstoff und anderen von der Erde gelieferten Ressourcen zu arbeiten.

Zenno Astronautics ist ein in Neuseeland ansässiges Raumfahrttechnologieunternehmen, das eine elektromagnetische Plattform auf Basis supraleitender Magnetsysteme entwickelt. Die Technologie ist für Anwendungen wie die treibstofffreie Positionierung und Lageregelung von Raumfahrzeugen, elektromagnetische Beschleunigung und künftig auch Strahlenschutz sowie weitere für eine dauerhafte Aktivität im Weltraum erforderliche Infrastruktur ausgelegt. Das Flaggschiff Z01 Supertorquer nutzt ein steuerbares Magnetfeld, um mit dem Erdmagnetfeld zu interagieren und die Ausrichtung eines Satelliten ohne Verbrauch von Treibstoff zu verändern. Zenno hat supraleitende Technologie bereits erfolgreich im Orbit betrieben. Das Unternehmen arbeitet nun auf die Kommerzialisierung und eine umfassendere Integration seiner Technologie hin. Dazu gehört auch die Zusammenarbeit mit Mitsubishi Electric, bei der der Z01 für künftige Satellitenmissionen bewertet und simuliert wird.

Sie haben Zenno Astronautics 2017 mitgegründet, ausgehend von der Idee, supraleitende Magnettechnologien im Weltraum einzusetzen. Was hat Sie ursprünglich davon überzeugt, dass Magnetismus eine praktische Grundlage für die Infrastruktur von Raumfahrzeugen sein könnte, und wie hat sich diese Vision weiterentwickelt, während das Unternehmen vom Konzept zu im Orbit betriebener Hardware übergegangen ist?

Irgendwann wurde mir klar, dass die Menschheit über die Erde hinaus expandiert. Dazu gehört die technologische Expansion ebenso wie schließlich eine deutlich stärkere menschliche Präsenz im Weltraum. Ich begann darüber nachzudenken, wie das in großem Maßstab aussehen könnte und was nötig wäre, um es nachhaltig zu gestalten.

Ich kam zu dem Schluss, dass wir lernen müssen, die bereits im Weltraum verfügbaren Ressourcen zu nutzen, statt uns ständig auf von der Erde herangeschaffte Ressourcen zu verlassen. Eine unserer reichlichsten Ressourcen ist die Sonnenenergie. Die Frage lautet also: Wie lässt sich diese Energie aufnehmen und direkt in nutzbare physische Arbeit im Weltraum umwandeln?

Die Antwort war Elektromagnetismus und letztlich supraleitender Elektromagnetismus. Wenn wir extrem leistungsstarke Magnetsysteme schaffen können, die im Weltraum effizient arbeiten, können wir damit beginnen, Energie für Arbeit einzusetzen, ohne auf viele der Verbrauchs- und mechanischen Systeme angewiesen zu sein, von denen Raumfahrzeuge heute abhängen.

Das war die Grundidee hinter Zenno. Seit 2017 hat sich verändert, dass es sich nicht mehr nur um eine These handelt. Wir haben die Technologie entwickelt, supraleitende Magnetsysteme im Orbit eingesetzt und arbeiten nun an deutlich umfassenderen Anwendungen. Die grundlegende Vision ist jedoch unverändert: die bereits im Weltraum verfügbaren Energiequellen und Ressourcen zu nutzen, um die Infrastruktur aufzubauen, die für eine viel stärkere menschliche und technologische Präsenz jenseits der Erde erforderlich ist.

Zenno hat den Z01 Supertorquer erfolgreich an Bord des Mira-Raumfahrzeugs von Impulse Space betrieben. Was hat Ihnen diese erste Demonstration im Orbit über den Betrieb supraleitender Magnetsysteme im Weltraum gelehrt, und welche Ergebnisse waren für die Bestätigung der Technologie am wichtigsten?

Das wichtigste Ergebnis war ganz einfach: Es hat funktioniert. Das System lief im Orbit erfolgreich und zeigte, dass eine supraleitende Magnettechnologie in der Weltraumumgebung zuverlässig arbeiten kann.

Das war wichtig, weil wir damit eine völlig neue Technologieklasse für Raumfahrzeuge etablierten. Auf der Erde kann man umfangreiche Modelle erstellen und Tests durchführen, letztlich muss man aber nachweisen, dass die Hardware den Start übersteht, autonom arbeitet und im Weltraum wie vorgesehen funktioniert.

Die Mission lieferte uns diesen Nachweis und verschaffte uns vor allem praktische Erfahrungen, die wir direkt in die nächste Technologiegeneration einfließen lassen konnten. Wir lernten, wie wir das System noch zuverlässiger machen und von der Demonstration der Funktionsfähigkeit supraleitender Magnettechnologie im Orbit zur Entwicklung von Produkten übergehen können, die sich in einsatzfähige Raumfahrzeuge integrieren lassen.

Der Z01 ist jetzt an Bord des Starburst-1-Satelliten von Portal Space Systems integriert. Was wird Zenno mit dieser Mission demonstrieren können, was bei der Mira-Mission noch nicht möglich war, und woran würden Sie einen erfolgreichen Flug des Supertorquer erkennen?

Die Starburst-1-Mission stellt eine erhebliche Steigerung der Leistungsfähigkeit gegenüber unseren bisherigen Demonstrationen dar. Der Magnet an Bord dieses Satelliten ist deutlich leistungsstärker als das zuvor von uns eingesetzte System. Dadurch können wir Anwendungen erproben, die über die anfängliche Demonstration der Technologie hinausgehen.

Eine der wichtigsten Neuerungen ist der Strahlenschutz. Starburst-1 ist mit einem Strahlungssensor ausgestattet, mit dem wir messen können, wie wirksam ein starkes supraleitendes Magnetfeld ein Raumfahrzeug vor der Strahlung geladener Teilchen schützen kann.

Ein erfolgreicher Flug bedeutet für uns, nachzuweisen, dass das leistungsstärkere System im Orbit zuverlässig arbeitet und zugleich wertvolle Daten zur Strahlungsumgebung und zur Wirkung des Magnetfelds zu sammeln. Damit kommen wir dem Verständnis näher, wie die supraleitende Magnettechnologie künftig mehrere Funktionen an Bord von Raumfahrzeugen erfüllen kann.

Herkömmliche Raumfahrzeuge nutzen für Manöver und die Lageregelung typischerweise treibstoffbasierte Systeme, Reaktionsräder oder andere mechanische Technologien. Wo bietet der Supertorquer die größten Vorteile hinsichtlich Lebensdauer, Masse, Zuverlässigkeit oder Flexibilität der Mission?

Die größten Vorteile liegen in der Zuverlässigkeit, Langlebigkeit und Kosteneffizienz.

Viele herkömmliche Systeme von Raumfahrzeugen basieren auf mechanischen Komponenten oder Verbrauchsmaterialien, wodurch die Betriebsdauer eines Raumfahrzeugs letztlich begrenzt sein kann. Der Vorteil der elektromagnetischen Technologie besteht darin, dass wir manche dieser Funktionen anders umsetzen können: mit Magnetkräften, statt uns vollständig auf herkömmliche mechanische oder treibstoffbasierte Systeme zu verlassen.

Für Betreiber besteht das Ziel letztlich darin, ein Raumfahrzeug länger nutzbar zu machen, seinen Betrieb zuverlässiger zu gestalten und die Kosten für den Erhalt dieser Fähigkeiten während der gesamten Mission zu senken. Das wird immer wichtiger, da Raumfahrzeuge länger im Einsatz bleiben und komplexere Missionen durchführen sollen

Zenno prüft außerdem, ob starke supraleitende Magnetfelder Raumfahrzeuge vor der Strahlung geladener Teilchen schützen können. Wie vielversprechend ist der Strahlenschutz als kommerzielle Anwendung, und was muss noch nachgewiesen werden, bevor eine magnetische Abschirmung empfindliche Elektronik oder später auch menschliche Besatzungen schützen kann?

Wir stehen bei der Entwicklung des Strahlenschutzes als kommerzielle Anwendung noch ganz am Anfang. Deshalb möchte ich klarstellen, dass Zenno derzeit kein Strahlenschutzprodukt auf dem Markt hat.

Wir investieren dennoch in diesen Bereich, weil wir großes Potenzial sehen. Strahlung stellt im Weltraum eine grundlegende Herausforderung dar – sowohl für empfindliche Elektronik als auch, später, für Menschen, die außerhalb des Schutzes arbeiten, den wir auf der Erde haben. Wenn sich geladene Teilchen mithilfe starker supraleitender Magnetfelder umlenken lassen, bietet sich die Möglichkeit, Raumfahrzeuge auf einem anderen Weg zu schützen.

Als Nächstes muss diese Fähigkeit in der tatsächlichen Weltraumumgebung nachgewiesen werden. Das ist einer der Gründe, warum die Mission Starburst-1 so wichtig ist: An Bord des Raumfahrzeugs wird sich ein Strahlungssensor befinden, mit dem wir Daten dazu sammeln können, wie das Magnetsystem mit der Strahlungsumgebung zusammenwirkt.

Ich schätze, dass sich der Strahlenschutz möglicherweise innerhalb von etwa fünf Jahren zu einer kommerziellen Anwendung entwickeln könnte. Zwischen dem Nachweis der zugrunde liegenden Physik und der Bereitstellung eines kommerziellen Produkts sind jedoch noch umfangreiche Tests und Entwicklungsarbeiten erforderlich.

Supraleiter aus dem Labor in den Orbit zu bringen, stellt ganz andere technische Herausforderungen. Welche Probleme waren bei der Wärmeführung, der Zuverlässigkeit, dem Stromverbrauch und der Aufrechterhaltung der supraleitenden Eigenschaften im Weltraum am schwierigsten zu lösen?

Eine Technologie aus dem Labor in den Weltraum zu bringen, ist schwierig, weil plötzlich alles in einer äußerst beengten Umgebung zuverlässig zusammenspielen muss.

Das System muss den Start überstehen. Es muss autonom arbeiten. Es muss effizient und selbstversorgend sein. Es muss in eine sehr kompakte Bauform passen, sich ordnungsgemäß in das Raumfahrzeug integrieren lassen und die Anforderungen des Kunden erfüllen. Außerdem muss die gesamte Hardware termingerecht eintreffen und integriert werden.

Dabei sind tatsächlich mehrere technische Übergänge zu bewältigen. Zunächst muss aus einem Laborsystem etwas werden, das im Weltraum betrieben werden kann. Anschließend muss aus einer Technologiedemonstration im Weltraum ein Produkt werden, das sich wirklich kommerziell nutzen lässt. Dieser zweite Übergang kann ebenso schwierig sein, denn die Technologie muss die vom Kunden erwarteten Standards für Zuverlässigkeit, Integration und Leistung erfüllen.

Für uns bedeutet das, das System kontinuierlich weiterzuentwickeln, damit die supraleitende Technologie nicht nur etwas ist, das wir im Orbit demonstrieren können, sondern zu einem praxisgerechten Bestandteil der Architektur von Raumfahrzeugen wird.

Wie setzt Zenno heute KI ein – etwa bei der elektromagnetischen Modellierung, Simulation, Hardwareoptimierung, Missionsplanung, beim Testen oder bei der Analyse von Daten, die von Systemen wie dem Z01 erzeugt werden?

Einer der interessantesten Bereiche, in denen wir Super Intelligence (SI) bereits einsetzen, ist die Koordination von Satellitenschwärmen.

Wir haben einen KI-gesteuerten Algorithmus entwickelt, der Formationen von Satelliten steuern soll, die durch magnetische Wechselwirkungen zusammenarbeiten. Man kann sich das ein wenig wie einen Fischschwarm oder einen Vogelschwarm vorstellen: Es gibt viele einzelne Mitglieder, die sich jedoch gemeinsam wie ein einziges System bewegen und verhalten.

Die Idee ist, dass mehrere Raumfahrzeuge mithilfe von Magnetfeldern ihre Position zueinander halten könnten, während die SI den Betrieb der gesamten Formation koordiniert. Dadurch könnten aus vielen kleineren Raumfahrzeugen extrem große Strukturen oder Systeme im Weltraum entstehen, statt sich auf ein einziges riesiges Fahrzeug zu verlassen.

Für uns ergänzen sich SI und elektromagnetische Technologie sehr gut. Die Magnetsysteme eröffnen Raumfahrzeugen eine neue Möglichkeit, physisch miteinander zu interagieren und zusammenzuarbeiten, während die SI die für die autonome Koordination zunehmend komplexer Formationen erforderliche Intelligenz bereitstellt.

Da Raumfahrzeuge zunehmend autonom werden: Wie sehen Sie das Zusammenspiel von KI und Technologien wie dem Supertorquer? Könnte ein KI-gesteuertes Raumfahrzeug seine Magnetsysteme irgendwann dynamisch an die Bedingungen im Orbit, die Missionsziele oder nahegelegene Raumfahrzeuge anpassen?

Absolut. Ich denke, dass die SI letztlich die meisten betrieblichen Entscheidungen an Bord von Raumfahrzeugen treffen wird.

Je komplexer Missionen werden und je weiter sich Raumfahrzeuge von der Erde entfernen, desto unpraktischer wird es, wenn Menschen vom Boden aus jede Entscheidung manuell steuern. Raumfahrzeuge müssen ihre Umgebung verstehen, erkennen, was geschehen muss, und autonom handeln.

Das passt gut zu elektromagnetischen Systemen. Ein autonomes Raumfahrzeug könnte seine magnetischen Fähigkeiten je nach Umgebung, Missionszielen und den erforderlichen Interaktionen mit anderen Raumfahrzeugen einsetzen.

Das Konzept eines Schwarms ist ein Beispiel für diese Entwicklung. Statt jedes Raumfahrzeug einzeln von der Erde aus zu steuern, kann die SI koordinieren, wie viele Raumfahrzeuge gemeinsam agieren. Wenn sich sowohl die SI als auch die Autonomie von Raumfahrzeugen weiterentwickeln, werden meiner Ansicht nach deutlich mehr dieser Entscheidungen an Bord getroffen werden.

Der Z01 nutzt das Magnetfeld der Erde, doch die weiterreichenden Ambitionen von Zenno umfassen Transport, Strahlenschutz und elektromagnetische Infrastruktur jenseits des Erdorbits. Wie verändert sich der Technologieplan, wenn Sie sich in Umgebungen begeben, in denen das verfügbare Magnetfeld schwächer oder grundlegend anders ist?

Wir erwarten, dass künftig deutlich mehr kommerzielle Aktivitäten in höhere Erdumlaufbahnen verlagert werden, und diese Umgebungen sind für uns besonders interessant.

Das Erdmagnetfeld wird schwächer, je weiter man sich von der Erde entfernt. Gleichzeitig werden unsere Magnetsysteme jedoch deutlich leistungsfähiger. So können wir elektromagnetische Anwendungen weiterentwickeln, auch wenn sich die Umgebung verändert.

Höhere Umlaufbahnen können für manche herkömmlichen Raumfahrttechnologien ebenfalls eine Herausforderung darstellen, wodurch sich Möglichkeiten für alternative Ansätze eröffnen. Unser Technologieplan beschränkt sich daher nicht darauf, das Erdmagnetfeld zur Stabilisierung zu nutzen. Wir entwickeln immer leistungsstärkere Magnetsysteme, die Anwendungen wie die Mobilität von Raumfahrzeugen, Strahlenschutz und Interaktionen zwischen Raumfahrzeugen unterstützen können.

Letztlich ist es das Ziel, Technologien zu entwickeln, die auch in immer anspruchsvolleren Umgebungen funktionieren, wenn sich die Aktivitäten weiter von der Erde entfernen.

Zenno beschreibt sein langfristiges Ziel als den Aufbau einer elektromagnetischen Infrastruktur im Weltraum. Welche Anwendungen könnten Ihrer Meinung nach neben dem Supertorquer als Nächstes kommerziell rentabel werden, und wie könnte ein ausgereiftes Ökosystem einer supraleitenden Weltrauminfrastruktur letztlich aussehen?

Es gibt mehrere Anwendungen, auf die ich mich besonders freue.

Strahlenschutz ist eine davon. Eine weitere ist der elektromagnetische Start im Weltraum – die Idee, Nutzlasten mithilfe von Magnetsystemen statt mit Treibstoff zu beschleunigen. An diesem Konzept arbeiten wir bereits.

Ich kann mir auch vorstellen, dass der Supertorquer über die Stabilisierung von Satelliten hinaus weiterentwickelt wird. Mit zunehmender Reife der Technologie kann sie zu einer Schlüsseltechnologie für intelligente Raumfahrzeugschwärme werden, in denen viele einzelne Raumfahrzeuge gemeinsam als ein deutlich größeres System agieren. Auch die Mobilität von Satelliten ist ein Bereich, den wir voraussichtlich weiterentwickeln werden.

Das übergeordnete Ziel besteht nicht einfach darin, einzelne Produkte zu entwickeln. Wir wollen eine völlig neue Technologieebene im Weltraum ermöglichen und letztlich eine Infrastruktur aufbauen, die sich die Möglichkeiten zunutze macht, die der Supraleitungselektromagnetismus eröffnet.

Damit kommen wir zurück zu der Idee, mit der Zenno begonnen hat: die im Weltraum bereits verfügbare Energie und die dort vorhandenen Ressourcen zu nutzen, um sinnvolle Aufgaben zu erfüllen und eine Infrastruktur jenseits der Erde aufzubauen. Die Zukunft ist elektromagnetisch.

Vielen Dank für das großartige Interview. Leserinnen und Leser, die mehr erfahren möchten, sollten Zenno Astronautics besuchen.