Max Arshavasky, Zenno Astronauticsin kanssaperustaja ja toimitusjohtaja – haastattelusarja

Max Arshavsky, Zenno Astronauticsin kanssaperustaja ja toimitusjohtaja, on yrittäjä ja insinööri, joka keskittyy avaruuskäyttöön tarkoitettujen suprajohtavien teknologioiden kehittämiseen. Hän perusti Zenno-yhtiön vuonna 2017 opiskellessaan insinööritieteitä University of Aucklandissa. Yhtiö sai myöhemmin alkusysäyksen voittamalla yliopiston Velocity $100K Challenge -kilpailun. Hänen johdollaan Zenno on edennyt varhaisen vaiheen tutkimusideasta suprajohtavan teknologian esittelemiseen kiertoradalla ja luonut samalla suhteita merkittäviin ilmailu- ja avaruusalan sekä teknologiayrityksiin, kuten Mitsubishi Elect riciin. Arshavskyn laajempi visio keskittyy skaalautuvan infrastruktuurin luomiseen, jotta avaruusalukset ja tulevaisuuden avaruudessa toimivat teollisuudenalat voisivat olla vähemmän riippuvaisia polttoaineesta ja muista maasta toimitettavista resursseista.

Zenno Astronautics on Uudessa-Seelannissa toimiva avaruusteknologiayritys, joka kehittää suprajohtaviin magneettijärjestelmiin perustuvaa sähkömagneettista alustaa. Sen teknologia on suunniteltu muun muassa avaruusalusten polttoaineettomaan paikannukseen ja asennonsäätöön, sähkömagneettiseen kiihdytykseen sekä myöhemmin säteilysuojaukseen ja muuhun infrastruktuuriin, jota tarvitaan pitkäkestoiseen toimintaan avaruudessa. Yhtiön lippulaivatuote Z01 Supertorquer hyödyntää hallittavaa magneettikenttää vuorovaikutuksessa Maan magneettikentän kanssa ja säätää satelliitin asentoa kuluttamatta ajoainetta. Zenno on myös onnistuneesti käyttänyt suprajohtavaa teknologiaa kiertoradalla. Yhtiö etenee nyt kohti teknologiansa kaupallistamista ja laajempaa käyttöönottoa, muun muassa yhteistyössä Mitsubishi Electricin kanssa, jossa Z01-tuotetta arvioidaan ja sen toimintaa simuloidaan tulevia satelliittitehtäviä varten.

Perustitte Zenno Astronauticsin yhdessä vuonna 2017 ajatuksena hyödyntää suprajohtavia magneettiteknologioita avaruudessa. Mikä sai sinut alun perin vakuuttumaan siitä, että magnetismista voisi tulla käytännöllinen perusta avaruusalusten infrastruktuurille, ja miten visio on kehittynyt yhtiön siirtyessä ideasta kiertoradalla toimivaan laitteistoon?

Jossakin vaiheessa kävi selväksi, että ihmiskunta laajentaa toimintaansa Maan ulkopuolelle. Tämä koskee teknologista laajentumistamme ja ajan myötä myös huomattavasti suurempaa ihmisten läsnäoloa avaruudessa. Aloin pohtia, miltä tämä näyttäisi suuressa mittakaavassa ja mitä tarvitsisimme, jotta se olisi kestävää.

Tulin siihen tulokseen, että meidän on opittava hyödyntämään avaruudessa jo saatavilla olevia resursseja sen sijaan, että turvautuisimme jatkuvasti Maasta tuotaviin resursseihin. Yksi runsaimmista käytettävissämme olevista resursseista on aurinkoenergia. Sitten kysymys kuuluu: miten tämä energia voidaan ottaa talteen ja muuntaa suoraan hyödylliseksi fyysiseksi työksi avaruudessa?

Vastaus oli sähkömagnetismi ja viime kädessä suprajohtava sähkömagnetismi. Jos pystymme luomaan erittäin voimakkaita magneettijärjestelmiä, jotka toimivat avaruudessa tehokkaasti, voimme alkaa käyttää energiaa työn tekemiseen tukeutumatta moniin kulutustarvikkeisiin ja mekaanisiin järjestelmiin, joista avaruusalukset ovat nykyään riippuvaisia.

Tämä oli Zennon perustana oleva ajatus. Vuoden 2017 jälkeen on muuttunut se, ettei kyse ole enää vain teoriasta. Olemme rakentaneet teknologian, lähettäneet suprajohtavia magneettijärjestelmiä kiertoradalle ja työskentelemme nyt huomattavasti laajempien sovellusten parissa. Perusvisio on kuitenkin yhä sama: hyödynnetään avaruudessa jo saatavilla olevaa energiaa ja resursseja, jotta voidaan rakentaa infrastruktuuri paljon suuremmalle ihmisten ja teknologian läsnäololle Maan ulkopuolella.

Zenno käytti Z01 Supertorqueria onnistuneesti Impulse Spacen Mira-avaruusaluksessa. Mitä ensimmäinen kiertoradalla tehty esittely opetti teille suprajohtavien magneettijärjestelmien käytöstä avaruusympäristössä, ja mitkä tulokset olivat tärkeimpiä teknologian toimivuuden vahvistamisessa?

Tärkein tulos oli hyvin yksinkertainen: järjestelmä toimi. Se toimi onnistuneesti kiertoradalla ja osoitti, että suprajohtava magneettiteknologia voi toimia luotettavasti avaruusympäristössä.

Tämä oli tärkeää, koska loimme avaruusaluksille kokonaan uuden teknologiakategorian. Malleja voi tehdä ja testata perusteellisesti Maassa, mutta lopulta on osoitettava, että laitteisto kestää laukaisun, toimii itsenäisesti ja toimii suunnitellusti päästyään avaruuteen.

Tehtävä vahvisti teknologian toimivuuden ja antoi meille ennen kaikkea kokemusta, jota pystyimme hyödyntämään suoraan teknologian seuraavassa sukupolvessa. Opimme parantamaan järjestelmän luotettavuutta entisestään ja etenemään suprajohtavan magneettiteknologian kiertoradalla toimimisen osoittamisesta sellaisten tuotteiden rakentamiseen, jotka voidaan integroida operatiivisiin avaruusaluksiin.

Z01 on nyt integroitu Portal Space Systemsin Starburst-1-satelliittiin. Mitä tämän tehtävän avulla Zenno voi osoittaa sellaista, mikä ei ollut mahdollista Mira-tehtävän aikana, ja millainen lento olisi Supertorquerin kannalta onnistunut?

Starburst-1-tehtävä merkitsee merkittävää suorituskyvyn kasvua aiemmin osoittamaamme verrattuna. Tämän tehtävän magneetti on huomattavasti voimakkaampi kuin aiemmin lennättämämme järjestelmä, joten voimme alkaa testata sovelluksia teknologian ensimmäistä esittelyä laajemmin.

Yksi tärkeimmistä lisäyksistä on säteilysuojaus. Starburst-1-lennolla on säteilyanturi, jonka avulla voimme alkaa mitata, kuinka tehokkaasti voimakas suprajohtava magneettikenttä voi suojata avaruusalusta varattujen hiukkasten säteilyltä.

Meille onnistunut lento tarkoittaa sen osoittamista, että tehokkaampi järjestelmä toimii luotettavasti kiertoradalla ja että samalla saadaan hyödyllistä tietoa säteily-ympäristöstä ja magneettikentän vaikutuksista. Näin otamme jälleen yhden askeleen kohti ymmärrystä siitä, miten suprajohtavaa magneettitekniikkaa voidaan hyödyntää tulevien avaruusalusten monissa eri toiminnoissa.

Perinteiset avaruusalukset käyttävät tavallisesti liikehtimiseen ja asennonhallintaan ajoaineisiin perustuvia järjestelmiä, reaktiopyöriä tai muuta mekaanista tekniikkaa. Missä Supertorquer tarjoaa suurimmat edut avaruusaluksen käyttöiän, massan, luotettavuuden tai tehtävien joustavuuden kannalta?

Suurimmat edut ovat luotettavuus, pitkä käyttöikä ja edullisuus.

Monet perinteiset avaruusalusjärjestelmät perustuvat mekaanisiin osiin tai kuluviin tarvikkeisiin, ja nämä järjestelmät voivat viime kädessä rajoittaa avaruusaluksen käyttöikää. Sähkömagneettisen tekniikan etuna on, että voimme toteuttaa osan näistä toiminnoista eri tavalla ja hyödyntää magneettisia voimia sen sijaan, että turvautuisimme pelkästään perinteisiin mekaanisiin tai ajoaineisiin perustuviin järjestelmiin.

Viime kädessä tavoitteena on, että avaruusalus pysyy hyödyllisenä pidempään, toimii luotettavammin ja vähentää näiden toimintojen ylläpitokustannuksia koko tehtävän ajan. Tämä on yhä tärkeämpää, kun avaruusalusten odotetaan toimivan pidempiä aikoja ja suorittavan monimutkaisempia tehtäviä.

Zenno selvittää myös, voivatko voimakkaat suprajohtavat magneettikentät auttaa suojaamaan avaruusaluksia varattujen hiukkasten säteilyltä. Kuinka lupaava kaupallinen sovellus säteilysuojaus on, ja mitä on vielä osoitettava, ennen kuin magneettisuojaus voi suojata herkkiä elektroniikkalaitteita tai myöhemmin myös miehistöä?

Säteilysuojauksen kehittäminen kaupalliseksi sovellukseksi on vielä alkuvaiheessa, joten haluan korostaa, ettei Zenno myy tällä hetkellä säteilysuojaukseen tarkoitettua tuotetta.

Panostamme siihen kuitenkin, koska näemme siinä merkittävää potentiaalia. Säteily on avaruudessa perustavanlaatuinen haaste sekä herkälle elektroniikalle että aikanaan ihmisille, jotka toimivat Maan tarjoaman suojan ulkopuolella. Jos voimakkailla suprajohtavilla magneettikentillä voidaan ohjata varattuja hiukkasia toisaalle, avaruusalusten suojaamiseen voidaan kehittää uudenlainen lähestymistapa.

Seuraavaksi on osoitettava, että tämä toimii todellisessa avaruusympäristössä. Tämä on yksi syy siihen, miksi Starburst-1-tehtävä on tärkeä: avaruusalukseen asennetaan säteilyanturi, jonka avulla voimme alkaa kerätä tietoa siitä, miten magneettijärjestelmä vaikuttaa säteily-ympäristöön.

Arvioni mukaan säteilysuojauksesta voisi mahdollisesti kehittyä kaupallinen sovellus noin viiden vuoden kuluessa, mutta perustana olevan fysiikan osoittamisen ja kaupallisen tuotteen toimittamisen välillä tarvitaan vielä huomattavasti testausta ja suunnittelutyötä.

Suprajohtimien siirtäminen laboratorio-olosuhteista kiertoradalle tuo mukanaan aivan erilaisia teknisiä haasteita. Mitkä ovat olleet vaikeimmat ratkaistavat ongelmat lämmönhallinnan, luotettavuuden, energiankulutuksen ja suprajohtavuuden ylläpitämisen kannalta avaruudessa?

Tekniikan siirtäminen laboratoriosta avaruuteen on vaikeaa, koska yhtäkkiä kaiken on toimittava yhdessä luotettavasti hyvin rajoittavassa ympäristössä.

Järjestelmän on kestettävä laukaisu. Sen on toimittava itsenäisesti. Sen on oltava tehokas ja omavarainen. Sen on mahduttava hyvin pieneen tilaan, sovittava kunnolla yhteen avaruusaluksen kanssa ja täytettävä asiakkaan vaatimukset. Lisäksi kaikkien laitteiden on saavuttava perille ja oltava asennettavissa aikataulussa.

Kyse on oikeastaan useista teknisistä siirtymistä. Ensin laboratoriossa toimivasta järjestelmästä on kehitettävä sellainen, joka toimii avaruudessa. Sen jälkeen avaruudessa toteutetusta teknologian esittelystä on siirryttävä ratkaisuun, jota voidaan aidosti käyttää kaupallisena tuotteena. Tämä toinen siirtymä voi olla aivan yhtä vaikea, sillä tekniikan on täytettävä asiakkaan edellyttämät luotettavuus-, yhteensopivuus- ja suorituskykyvaatimukset.

Meidän on siksi jatkuvasti parannettava järjestelmää, jotta suprajohtava tekniikka ei jäisi vain asiaksi, jonka toimivuuden voimme osoittaa kiertoradalla, vaan siitä tulisi käytännöllinen osa avaruusalusten rakennetta.

Miten Zenno hyödyntää tekoälyä tällä hetkellä esimerkiksi sähkömagneettisessa mallinnuksessa, simuloinnissa, laitteiston optimoinnissa, tehtävien suunnittelussa, testauksessa tai Z01:n kaltaisten järjestelmien tuottaman datan analysoinnissa?

Yksi kiinnostavimmista alueista, jolla hyödynnämme jo Super Intelligence (SI) -järjestelmää, on satelliittiparvien koordinointi.

Olemme kehittäneet tekoälypohjaisen algoritmin, joka on suunniteltu koordinoimaan magneettisten vuorovaikutusten avulla yhdessä toimivia satelliittimuodostelmia. Tätä voi ajatella hieman kalaparvena tai lintuparvena: yksilöitä on monta, mutta yhdessä ne liikkuvat ja käyttäytyvät yhtenä järjestelmänä.

Ajatuksena on, että useat avaruusalukset voisivat ylläpitää keskinäistä asemaansa magneettikenttien avulla samalla, kun SI koordinoi koko muodostelman toimintaa. Näin avaruuteen voitaisiin rakentaa erittäin suuria rakenteita tai järjestelmiä monista pienemmistä avaruusaluksista sen sijaan, että turvauduttaisiin yhteen valtavaan alukseen.

Meille SI ja sähkömagneettinen teknologia täydentävät toisiaan erinomaisesti. Magneettijärjestelmät tarjoavat uuden tavan, jolla avaruusalukset voivat olla fyysisessä vuorovaikutuksessa ja toimia yhdessä, kun taas SI tuo tarvittavan älykkyyden yhä monimutkaisempien muodostelmien autonomiseen koordinointiin.

Kun avaruusaluksista tulee yhä autonomisempia, miten näet tekoälyn toimivan yhdessä Supertorquerin kaltaisten teknologioiden kanssa? Voisiko tekoälyn ohjaama avaruusalus tulevaisuudessa säätää magneettijärjestelmiään dynaamisesti kiertorataolosuhteiden, tehtävän tavoitteiden tai lähistöllä olevien avaruusalusten perusteella?

Ehdottomasti. Uskon, että SI tekee tulevaisuudessa suurimman osan avaruusalusten operatiivisista päätöksistä.

Tehtävien monimutkaistuessa ja avaruusalusten toimiessa yhä kauempana Maasta ihmisten on yhä epäkäytännöllisempää ohjata jokaista päätöstä manuaalisesti Maasta käsin. Avaruusalusten on kyettävä ymmärtämään ympäristöään, määrittämään, mitä pitää tehdä, ja toimimaan autonomisesti.

Tämä sopii luontevasti yhteen sähkömagneettisten järjestelmien kanssa. Autonominen avaruusalus voisi mahdollisesti mukauttaa magneettisten ominaisuuksiensa käyttöä ympäristönsä, tehtävän tavoitteiden ja muiden avaruusalusten kanssa tarvittavan vuorovaikutuksen mukaan.

Parvitoiminta on yksi esimerkki tästä kehityssuunnasta. Sen sijaan, että jokaista avaruusalusta ohjattaisiin erikseen Maasta käsin, SI voi koordinoida useiden avaruusalusten yhteistoimintaa. Kun sekä SI että avaruusalusten autonomia kehittyvät, uskon, että yhä suurempi osa tällaisesta päätöksenteosta siirtyy avaruusalusten sisälle.

Z01 hyödyntää Maan magneettikenttää, mutta Zenno tavoittelee laajemmin liikenteen, säteilysuojauksen ja sähkömagneettisen infrastruktuurin kehittämistä myös Maan kiertoradan ulkopuolelle. Miten teknologiasuunnitelmanne muuttuu, kun siirrytte ympäristöihin, joissa käytettävissä oleva magneettikenttä on heikompi tai olennaisesti erilainen?

Odotamme kaupallisen toiminnan lisääntyvän huomattavasti korkeammilla Maan kiertoradoilla, ja nämä ympäristöt ovat meille erityisen kiinnostavia.

Maan magneettikenttä heikkenee etäännyttäessä Maasta, mutta samalla magneettijärjestelmämme tehostuvat huomattavasti. Näin voimme jatkaa sähkömagneettisten sovellusten kehittämistä ympäröivän ympäristön muuttuessa.

Korkeammat kiertoradat voivat olla haastavia myös joillekin perinteisille avaruusalusteknologioille, mikä luo mahdollisuuksia vaihtoehtoisille ratkaisuille. Teknologiasuunnitelmamme ei siis rajoitu Maan magneettikentän hyödyntämiseen vakautuksessa. Kehitämme yhä tehokkaampia magneettijärjestelmiä, jotka soveltuvat esimerkiksi avaruusalusten liikuttamiseen, säteilysuojaukseen ja avaruusalusten väliseen vuorovaikutukseen.

Perimmäisenä tavoitteena on kehittää teknologiaa, joka toimii yhä haastavammissa ympäristöissä toiminnan laajentuessa yhä kauemmas Maasta.

Zenno kuvaa pitkän aikavälin tavoitteekseen sähkömagneettisen infrastruktuurin rakentamisen avaruuteen. Mitkä sovellukset Supertorquerin lisäksi voisivat mielestäsi seuraavaksi saavuttaa kaupallisen kannattavuuden, ja millaiseksi kypsä suprajohtavan avaruusinfrastruktuurin ekosysteemi voisi lopulta muodostua?

Useat sovellukset innostavat minua erityisesti.

Yksi niistä on säteilysuojaus. Toinen on sähkömagneettinen laukaisu avaruudessa: hyötykuormia voitaisiin kiihdyttää magneettijärjestelmillä polttoaineen sijaan. Työskentelemme jo tämän ajatuksen parissa.

Näen myös Supertorquerin kehittyvän satelliittien vakauttamista laajemmaksi teknologiaksi. Teknologian kypsyessä siitä voi tulla mahdollistava teknologia älykkäille avaruusalusparville, joissa monet yksittäiset avaruusalukset toimivat yhdessä paljon suurempana järjestelmänä. Satelliittien liikuttaminen on toinen alue, jota odotamme kehittävämme edelleen.

Laajempi tavoitteemme ei ole vain yksittäisten tuotteiden luominen. Haluamme mahdollistaa avaruuteen kokonaan uuden teknologiakerroksen ja rakentaa lopulta infrastruktuuria, joka hyödyntää suprajohtavan sähkömagnetismin avaamia mahdollisuuksia.

Tämä palauttaa meidät ajatukseen, josta Zenno sai alkunsa: avaruudessa jo saatavilla olevan energian ja resurssien hyödyntämiseen hyödyllisen työn tekemiseksi ja infrastruktuurin rakentamiseksi Maan ulkopuolelle. Tulevaisuus on sähkömagneettinen.

Kiitos hienosta haastattelusta. Lukijat, jotka haluavat tietää lisää, voivat käydä sivustolla Zenno Astronautics.