Max Arshavasky, cofondateur et PDG de Zenno Astronautics – série d’entretiens

Max Arshavsky, cofondateur et PDG de Zenno Astronautics, est un entrepreneur et ingénieur qui se consacre au développement de technologies supraconductrices destinées à être utilisées dans l’espace. Il a fondé Zenno en 2017, alors qu’il étudiait l’ingénierie à l’Université d’Auckland, où l’entreprise a ensuite pris son essor en remportant le Velocity $100K Challenge de l’université. Sous sa direction, Zenno est passé d’un concept de recherche à un stade précoce à la démonstration de technologies supraconductrices en orbite, tout en nouant des liens avec de grands acteurs de l’aérospatiale et des technologies, dont Mitsubishi Electric. Sa vision plus large consiste à créer une infrastructure évolutive qui permette aux engins spatiaux et aux futures industries spatiales de fonctionner en dépendant moins du carburant et d’autres ressources acheminées depuis la Terre.

Zenno Astronautics est une entreprise néo-zélandaise spécialisée dans les technologies spatiales, qui développe une plateforme électromagnétique reposant sur des systèmes magnétiques supraconducteurs. Sa technologie est conçue pour des applications telles que le positionnement et le contrôle d’attitude des engins spatiaux sans carburant, l’accélération électromagnétique et, à terme, le blindage contre les rayonnements ainsi que d’autres infrastructures nécessaires à une activité durable dans l’espace. Son produit phare, le Z01 Supertorquer, utilise un champ magnétique contrôlable pour interagir avec le champ magnétique terrestre et ajuster l’orientation d’un satellite sans consommer de propergol ; Zenno a également réussi à faire fonctionner sa technologie supraconductrice en orbite. L’entreprise s’oriente désormais vers la commercialisation et une intégration plus large de sa technologie, notamment en collaborant avec Mitsubishi Electric à l’évaluation et à la simulation du Z01 en vue de futures missions satellitaires.

Vous avez cofondé Zenno Astronautics en 2017 autour de l’idée d’utiliser des technologies magnétiques supraconductrices dans l’espace. Qu’est-ce qui vous a convaincu au départ que le magnétisme pouvait constituer une base concrète pour les infrastructures des engins spatiaux, et comment cette vision a-t-elle évolué à mesure que l’entreprise passait du concept à du matériel opérationnel en orbite ?

À un moment donné, il m’est apparu clairement que l’humanité étendait sa présence au-delà de la Terre. Cela concerne notre expansion technologique, mais aussi, à terme, une présence humaine bien plus importante dans l’espace. J’ai commencé à réfléchir à ce que cela pourrait représenter à grande échelle et à ce dont nous aurions besoin pour rendre cette expansion durable.

J’en suis arrivé à la conclusion que nous devions apprendre à utiliser les ressources déjà disponibles dans l’espace, plutôt que de dépendre continuellement de celles que nous y acheminons depuis la Terre. L’énergie solaire est l’une des ressources les plus abondantes dont nous disposons. La question devient alors : comment capter cette énergie et la convertir directement en travail physique utile dans l’espace ?

La réponse était l’électromagnétisme, et, à terme, l’électromagnétisme supraconducteur. Si nous pouvons créer des systèmes magnétiques extrêmement puissants qui fonctionnent efficacement dans l’espace, nous pouvons commencer à utiliser l’énergie pour effectuer un travail sans dépendre de nombreux systèmes consommables et mécaniques dont les engins spatiaux ont besoin aujourd’hui.

Telle était l’idée fondamentale à l’origine de Zenno. Depuis 2017, une chose a changé : ce n’est plus seulement une thèse. Nous avons construit la technologie, mis en orbite des systèmes magnétiques supraconducteurs et travaillons désormais à des applications beaucoup plus vastes. Mais la vision de fond reste la même : utiliser l’énergie et les ressources déjà disponibles dans l’espace pour bâtir l’infrastructure nécessaire à une présence humaine et technologique bien plus importante au-delà de la Terre.

Zenno a fait fonctionner avec succès le Z01 Supertorquer à bord du véhicule spatial Mira d’Impulse Space. Quels enseignements cette première démonstration en orbite vous a-t-elle apportés sur le fonctionnement des systèmes magnétiques supraconducteurs dans l’environnement spatial, et quels résultats ont été les plus importants pour valider la technologie ?

Le résultat le plus important était très simple : cela a fonctionné. Le système a opéré avec succès en orbite et a démontré qu’une technologie magnétique supraconductrice pouvait fonctionner de manière fiable dans l’environnement spatial.

C’était important, car nous mettions au point une toute nouvelle catégorie de technologies pour les engins spatiaux. On peut effectuer de nombreuses modélisations et essais sur Terre, mais il faut en fin de compte prouver que le matériel peut résister au lancement, fonctionner de manière autonome et remplir sa fonction comme prévu une fois dans l’espace.

La mission nous a apporté cette validation et, surtout, une expérience que nous avons pu mettre directement à profit pour la génération suivante de la technologie. Nous avons appris à rendre le système encore plus fiable et à passer de la démonstration du fonctionnement en orbite de la technologie magnétique supraconductrice à la conception de produits pouvant être intégrés à des engins spatiaux opérationnels.

Le Z01 est désormais intégré au satellite Starburst-1 de Portal Space Systems. Que permettra à Zenno de démontrer cette mission, qui n’était pas possible lors de la mission Mira, et qu’est-ce qui constituerait un vol réussi pour le Supertorquer ?

La mission Starburst-1 représente une nette augmentation de nos capacités par rapport à ce que nous avions démontré auparavant. L’aimant embarqué pour cette mission est nettement plus puissant que le système que nous avions fait voler précédemment, ce qui nous permet de commencer à tester des applications allant au-delà de la démonstration initiale de la technologie.

L’un des ajouts les plus importants concerne le blindage contre les radiations. Starburst-1 est équipé d’un capteur de radiation qui nous permettra de commencer à mesurer l’efficacité avec laquelle un puissant champ magnétique supraconducteur peut protéger un engin spatial des radiations dues aux particules chargées.

Pour nous, un vol réussi signifie démontrer que le système, plus puissant, fonctionne de manière fiable en orbite, tout en recueillant des données utiles sur l’environnement radiatif et les effets du champ magnétique. Cela nous rapproche de la compréhension des multiples fonctions que la technologie magnétique supraconductrice pourrait remplir à bord des futurs engins spatiaux.

Les engins spatiaux classiques s’appuient généralement sur des systèmes à ergols, des roues de réaction ou d’autres technologies mécaniques pour manœuvrer et contrôler leur attitude. Quels sont les principaux avantages du Supertorquer en matière de durée de vie, de masse, de fiabilité ou de flexibilité des missions ?

Ses principaux avantages sont la fiabilité, la longévité et le coût abordable.

De nombreux systèmes classiques d’engins spatiaux reposent sur des composants mécaniques ou des consommables, ce qui peut finir par limiter la durée de fonctionnement de l’engin. La technologie électromagnétique nous permet d’aborder certaines de ces fonctions autrement, en utilisant des forces magnétiques plutôt qu’en dépendant entièrement de systèmes mécaniques ou à ergols classiques.

Pour les opérateurs, l’objectif est, à terme, de disposer d’un engin spatial qui reste utile plus longtemps, fonctionne de manière plus fiable et réduit les coûts liés au maintien de ces capacités pendant toute la mission. Cela devient d’autant plus important que les engins spatiaux sont appelés à fonctionner plus longtemps et à accomplir des missions plus complexes

Zenno étudie également la possibilité d’utiliser de puissants champs magnétiques supraconducteurs pour protéger les engins spatiaux des radiations dues aux particules chargées. Dans quelle mesure le blindage contre les radiations est-il prometteur en tant qu’application commerciale, et que reste-t-il à démontrer avant qu’un blindage magnétique puisse protéger des composants électroniques sensibles ou, à terme, des équipages humains ?

Nous n’en sommes encore qu’aux premières étapes du développement du blindage contre les radiations en tant qu’application commerciale. Je tiens donc à préciser que Zenno ne commercialise actuellement aucun produit de ce type.

Nous y investissons néanmoins, car nous y voyons un potentiel considérable. Les radiations constituent un défi fondamental dans l’espace, tant pour les composants électroniques sensibles que, à terme, pour les humains qui évolueraient au-delà de la protection dont nous bénéficions sur Terre. Si de puissants champs magnétiques supraconducteurs peuvent servir à dévier les particules chargées, il devient possible d’envisager une autre manière de protéger les engins spatiaux.

La prochaine étape consiste à démontrer cette capacité dans les conditions réelles de l’espace. C’est l’une des raisons pour lesquelles la mission Starburst-1 est importante : un capteur de radiation sera embarqué à bord de l’engin spatial, ce qui nous permettra de commencer à recueillir des données sur les interactions entre le système magnétique et l’environnement radiatif.

J’estime que le blindage contre les radiations pourrait devenir une application commerciale d’ici environ cinq ans, mais il reste encore beaucoup de tests et de travaux d’ingénierie à réaliser entre la démonstration des principes physiques sous-jacents et la mise au point d’un produit commercial.

Le passage des supraconducteurs d’un environnement de laboratoire à l’orbite pose des défis d’ingénierie très différents. Quels ont été les problèmes les plus difficiles à résoudre en matière de gestion thermique, de fiabilité, de consommation d’énergie et de maintien des propriétés supraconductrices dans l’espace ?

Le transfert d’une technologie du laboratoire à l’espace est difficile, car il faut soudain que tout fonctionne de concert et de manière fiable, dans un environnement soumis à de fortes contraintes.

Le système doit résister au lancement. Il doit fonctionner de manière autonome. Il doit être efficace et autonome en énergie. Il doit tenir dans un volume très réduit, s’intégrer correctement à l’engin spatial et répondre aux exigences du client. Et tout ce matériel doit arriver et être intégré dans les délais prévus.

Il faut en réalité franchir plusieurs étapes d’ingénierie. D’abord, il faut passer d’un système de laboratoire à une solution capable de fonctionner dans l’espace. Ensuite, il faut passer d’une démonstration technologique en orbite à un produit réellement utilisable à des fins commerciales. Cette seconde étape peut être tout aussi difficile, car la technologie doit respecter les normes de fiabilité, d’intégration et de performance attendues par le client.

Pour nous, cela signifie améliorer sans cesse le système afin que la technologie supraconductrice ne soit pas simplement quelque chose que nous pouvons démontrer en orbite, mais qu’elle puisse devenir un élément concret de l’architecture des engins spatiaux.

Comment Zenno utilise-t-elle actuellement l’IA, que ce soit pour la modélisation électromagnétique, la simulation, l’optimisation du matériel, la planification des missions, les essais ou l’analyse des données générées par des systèmes tels que le Z01 ?

L’un des domaines les plus intéressants où nous utilisons déjà Super Intelligence (SI) est la coordination d’essaims de satellites.

Nous avons mis au point un algorithme fondé sur l’IA, conçu pour orchestrer des formations de satellites qui fonctionnent ensemble grâce à des interactions magnétiques. On peut se représenter cela comme un banc de poissons ou une nuée d’oiseaux : chaque membre est un individu, mais tous se déplacent et se comportent collectivement comme un seul système.

L’idée est que plusieurs véhicules spatiaux pourraient maintenir leur position relative les uns par rapport aux autres grâce à des champs magnétiques, tandis que le SI coordonnerait le fonctionnement de l’ensemble de la formation. Cela ouvre la possibilité de construire dans l’espace des structures ou des systèmes extrêmement vastes à partir de nombreux petits véhicules spatiaux, plutôt que de dépendre d’un seul véhicule gigantesque.

Pour nous, le SI et la technologie électromagnétique sont très complémentaires. Les systèmes magnétiques offrent aux véhicules spatiaux un nouveau moyen d’interagir physiquement et de fonctionner ensemble, tandis que le SI fournit l’intelligence nécessaire pour coordonner de manière autonome des formations toujours plus complexes.

À mesure que les véhicules spatiaux gagnent en autonomie, comment voyez-vous l’IA fonctionner aux côtés de technologies telles que le Supertorquer ? Un véhicule spatial contrôlé par l’IA pourrait-il un jour ajuster dynamiquement ses systèmes magnétiques en fonction des conditions orbitales, des objectifs de la mission ou des véhicules spatiaux à proximité ?

Absolument. Je pense qu’à terme, le SI prendra la plupart des décisions opérationnelles à bord des véhicules spatiaux.

À mesure que les missions se complexifient et que les véhicules spatiaux s’éloignent de la Terre, il devient de plus en plus difficilement envisageable que des humains contrôlent manuellement chaque décision depuis le sol. Les véhicules spatiaux devront comprendre leur environnement, déterminer ce qui doit être fait et agir de manière autonome.

Cela s’accorde naturellement avec les systèmes électromagnétiques. Un véhicule spatial autonome pourrait ajuster l’utilisation de ses capacités magnétiques en fonction de son environnement, des objectifs de sa mission et de la manière dont il doit interagir avec d’autres véhicules spatiaux.

L’essaim est un exemple de cette évolution. Au lieu de contrôler individuellement chaque véhicule spatial depuis la Terre, le SI peut orchestrer le comportement collectif de nombreux véhicules spatiaux. À mesure que le SI et l’autonomie des véhicules spatiaux progressent, je pense que nous verrons une part bien plus importante de ces prises de décision s’effectuer à bord.

Zenno tire parti du champ magnétique terrestre avec le Z01, mais ses ambitions plus larges s’étendent au transport, à la protection contre les rayonnements et aux infrastructures électromagnétiques au-delà de l’orbite terrestre. Comment votre feuille de route technologique évolue-t-elle lorsque vous vous aventurez dans des environnements où le champ magnétique disponible est plus faible ou fondamentalement différent ?

Nous nous attendons à ce que l’activité commerciale se développe beaucoup plus dans les orbites terrestres élevées, et ces environnements sont particulièrement intéressants pour nous.

Le champ magnétique terrestre s’affaiblit à mesure que l’on s’en éloigne, mais, dans le même temps, nos systèmes magnétiques gagnent considérablement en puissance. Cela nous permet de continuer à développer des applications électromagnétiques, même lorsque l’environnement autour de nous change.

Les orbites élevées peuvent également poser des difficultés à certaines technologies spatiales conventionnelles, ce qui ouvre des possibilités à d’autres approches. Notre feuille de route ne se limite donc pas à l’utilisation du champ magnétique terrestre pour la stabilisation. Nous développons des systèmes magnétiques toujours plus puissants, capables de prendre en charge des applications telles que la mobilité des véhicules spatiaux, la protection contre les rayonnements et les interactions entre véhicules spatiaux.

À terme, l’objectif est de créer une technologie capable de fonctionner dans des environnements toujours plus difficiles, à mesure que les activités s’étendent plus loin de la Terre.

Zenno décrit son objectif à long terme comme la mise en place d’infrastructures électromagnétiques dans l’espace. Au-delà du Supertorquer, quelles applications pensez-vous pouvoir devenir commercialement viables ensuite, et à quoi pourrait ressembler, à maturité, un écosystème d’infrastructures spatiales supraconductrices ?

Plusieurs applications m’enthousiasment particulièrement.

La protection contre les rayonnements en est une. Une autre est le lancement électromagnétique dans l’espace : l’idée serait d’accélérer des charges utiles au moyen de systèmes magnétiques plutôt qu’avec du carburant. Nous travaillons déjà sur ce concept.

Je vois également le Supertorquer évoluer au-delà de la stabilisation des satellites. À mesure que la technologie mûrit, elle peut devenir une technologie clé pour des essaims intelligents de véhicules spatiaux, dans lesquels de nombreux véhicules individuels fonctionnent ensemble comme un système beaucoup plus vaste. La mobilité des satellites est un autre domaine que nous comptons continuer à développer.

L’objectif général n’est pas simplement de créer des produits individuels. Nous voulons rendre possible l’émergence d’une toute nouvelle couche technologique dans l’espace et, à terme, mettre en place des infrastructures qui tirent parti des capacités rendues possibles par l’électromagnétisme supraconducteur.

Cela nous ramène à l’idée qui a présidé à la création de Zenno : utiliser l’énergie et les ressources déjà disponibles dans l’espace pour accomplir des tâches utiles et construire des infrastructures au-delà de la Terre. L’avenir est électromagnétique.

Merci pour cette excellente interview. Les lecteurs qui souhaitent en savoir plus peuvent consulter Zenno Astronautics.