Zenno Astronautics共同創業者兼CEO、Max Arshavasky — インタビューシリーズ

Max Arshavskyは、Zenno Astronauticsの共同創業者兼CEOで、宇宙での利用を目指した超伝導技術の開発に取り組む起業家でありエンジニアです。2017年、University of Aucklandで工学を学んでいたときにZennoを創業しました。同社はその後、大学のVelocity $100K Challengeで優勝し、初期の弾みをつけました。Arshavskyのリーダーシップのもと、Zennoは初期段階の研究構想から、軌道上で超伝導技術を実証するまでに進展し、Mitsubishi Electricをはじめとする大手航空宇宙・テクノロジー関連組織との関係も築いてきました。Arshavskyが描くより大きなビジョンの中心にあるのは、宇宙機や将来の宇宙産業が、燃料や地球から供給されるその他の資源への依存を抑えて活動できるようにする、拡張可能なインフラの構築です。

Zenno Astronauticsはニュージーランドを拠点とする宇宙テクノロジー企業で、超伝導磁気システムを基盤とする電磁プラットフォームを開発しています。同社の技術は、燃料を使わない宇宙機の位置・姿勢制御や電磁加速に加え、将来的には放射線遮蔽や、宇宙での継続的な活動に必要なその他のインフラへの応用を想定しています。主力製品のZ01 Supertorquerは、制御可能な磁場を地球の磁場と相互作用させ、推進剤を消費せずに衛星の向きを調整します。Zennoは、軌道上での超伝導技術の運用にも成功しています。同社は現在、技術の商用化と幅広い統合に向けて取り組みを進めており、その一環としてMitsubishi Electricとともに、将来の衛星ミッションに向けたZ01の評価とシミュレーションを行っています。

2017年、宇宙で超伝導磁気技術を活用するという構想をもとに、Zenno Astronauticsを共同創業されました。磁力が宇宙機インフラの実用的な基盤になり得ると、最初に確信したのはなぜですか。また、構想段階から軌道上で稼働するハードウェアへと会社が進展するなかで、そのビジョンはどのように進化してきましたか？

ある時、人類が地球の外へと活動領域を広げていることが、私には明らかになりました。そこには技術の進出だけでなく、いずれは宇宙における人類の存在が大幅に拡大することも含まれます。それが大規模に進んだときにどのような姿になるのか、そして持続可能なものにするには何が必要なのかを考え始めました。

地球から運び続ける資源に頼るのではなく、宇宙ですでに利用できる資源の活用方法を学ばなければならない、という結論に至りました。そうした資源の中でも、特に豊富なのが太陽エネルギーです。そこで問題となるのは、そのエネルギーをどのように取り込み、宇宙で役立つ物理的な仕事へ直接変換するかということです。

その答えが電磁気学であり、最終的には超伝導を利用した電磁気技術でした。宇宙で効率よく稼働する非常に強力な磁気システムを実現できれば、現在の宇宙機が依存している消耗品を必要とするシステムや機械システムの多くに頼らず、エネルギーを使って作業を行えるようになります。

これがZennoの根本にある構想でした。2017年以降に変わったのは、それがもはや単なる仮説ではなくなったことです。私たちは技術を開発し、超伝導磁気システムを軌道上で運用し、現在はさらに幅広い用途に向けて取り組んでいます。しかし、根底にあるビジョンは変わりません。宇宙ですでに利用できるエネルギーと資源を活用し、地球の外で人類と技術の存在を大きく拡大するために必要なインフラを築くことです。

Zennoは、Impulse SpaceのMira宇宙機に搭載したZ01 Supertorquerの運用に軌道上で成功しました。この初の軌道上実証から、宇宙環境で超伝導磁気システムを運用するうえで何を学びましたか。また、技術の有効性を確認するうえで、特に重要だった成果は何でしょうか？

最も重要な成果は、とてもシンプルです。システムが正常に動作しました。軌道上で問題なく稼働し、超伝導磁気技術が宇宙環境で確実に機能することを実証できました。

これは、宇宙機向けのまったく新しい技術分野を確立するうえで重要でした。地上で広範なモデル化や試験を行うことはできますが、最終的には、ハードウェアが打ち上げに耐え、自律的に稼働し、宇宙空間で設計どおりに機能することを証明しなければなりません。

このミッションによって技術の有効性を確認できたことに加え、次世代技術に直接生かせる経験を得られたことも重要でした。システムの信頼性をさらに高める方法や、超伝導磁気技術が軌道上で機能することを実証する段階から、実運用される宇宙機に組み込める製品を開発する段階へと進む方法を学びました。

Z01は現在、Portal Space SystemsのStarburst-1衛星に組み込まれています。このミッションでは、Miraのミッションでは実現できなかったどのような実証が可能になりますか。また、Supertorquerの飛行が成功したと判断する基準は何でしょうか？

Starburst-1ミッションは、以前に実証したものと比べて機能が大幅に向上しています。このミッションに搭載された磁石は、以前飛行させたシステムよりもはるかに強力です。そのため、技術の初期実証にとどまらず、応用分野の試験を始めることができます。

最も重要な追加機能の一つが、放射線遮蔽です。Starburst-1には放射線センサーが搭載されており、強力な超伝導磁場が荷電粒子放射線から宇宙機をどの程度効果的に保護できるか、測定を開始できます。

私たちにとって飛行の成功とは、より強力なシステムが軌道上で安定して動作することを実証すると同時に、放射線環境と磁場の影響に関する有用なデータを収集することです。これにより、超伝導磁気技術が将来の宇宙機で複数の機能を果たす方法を理解するための、次の一歩を踏み出せます。

従来の宇宙機では通常、推進剤を使うシステム、リアクションホイール、その他の機械技術を用いて、機動や姿勢制御を行います。宇宙機の寿命、質量、信頼性、ミッションの柔軟性という点で、Supertorquerが最も大きな利点を発揮するのはどのようなところですか？

最も大きな利点は、信頼性、長寿命、そして手頃な価格です。

従来の宇宙機システムの多くは、機械部品や消耗品に依存しており、そうしたシステムが宇宙機の運用期間を最終的に制限することがあります。電磁技術の利点は、従来の機械式システムや推進剤を使うシステムだけに頼るのではなく、磁力を利用することで、こうした機能の一部に別の方法で取り組めることです。

運用者にとって最終的な目標は、より長く有用な状態を保ち、より高い信頼性で運用でき、ミッション全体を通じてこれらの機能を維持するためのコストを削減できる宇宙機です。宇宙機に、より長期間の運用と、より複雑なミッションの遂行が求められるにつれ、これはますます重要になります

Zennoは、強力な超伝導磁場によって、荷電粒子放射線から宇宙機を保護できるかどうかについても検討しています。放射線遮蔽は商業用途としてどれほど有望で、磁気シールドによって精密電子機器、さらには将来的に有人乗組員を保護するには、何を実証する必要がありますか？

商業用途としての放射線遮蔽は、まだ開発の初期段階にあります。そのため、Zennoは現在、放射線遮蔽製品を市場に投入していないことを明確にしておきたいと思います。

しかし、大きな可能性があると考えているため、この分野に投資しています。放射線は宇宙における根本的な課題であり、精密電子機器にとっても、いずれは地球上で得られる保護の及ばない場所で活動する人間にとっても問題です。強力な超伝導磁場を使って荷電粒子の進路を変えられるなら、宇宙機を保護するための新たな方法を生み出せる可能性があります。

次の段階は、実際の宇宙環境でその能力を実証することです。Starburst-1ミッションが重要である理由の一つはここにあります。宇宙機に放射線センサーを搭載し、磁気システムが放射線環境とどのように相互作用するかについて、データの収集を開始できます。

私の見積もりでは、放射線遮蔽は今後およそ5年以内に商業用途へ発展する可能性があります。ただし、基礎となる物理現象を実証してから商用製品を提供するまでには、まだ相当な試験とエンジニアリング作業が必要です。

超伝導体を実験室から軌道上へ移すには、まったく異なるエンジニアリング上の課題があります。熱管理、信頼性、消費電力、宇宙空間で超伝導性能を維持することについて、解決が最も難しかった問題は何ですか？

技術を実験室から宇宙へ移すのが難しいのは、非常に制約の厳しい環境で、あらゆる要素を連携させ、確実に機能させなければならないからです。

システムは打ち上げに耐えなければなりません。自律的に動作する必要があります。効率的で、自立して機能しなければなりません。非常に小さな形状に収まり、宇宙機と適切に統合され、顧客の要件を満たす必要があります。さらに、そうしたハードウェアすべてを予定どおりに納入し、統合しなければなりません。

ここには、実際には複数のエンジニアリング上の移行段階があります。まず、実験室のシステムを、宇宙で動作できるものへと移行させなければなりません。次に、宇宙での技術実証から、商用製品として実際に使えるものへと移行させる必要があります。後者の移行も同じくらい難しい場合があります。技術が顧客の期待する信頼性、統合性、性能の基準を満たさなければならないためです。

私たちは、超伝導技術を軌道上で実証できるだけのものにとどめず、宇宙機の設計に実用的な形で組み込めるものにするため、システムの継続的な改良に取り組んできました。

Zennoは現在、電磁気モデリング、シミュレーション、ハードウェアの最適化、ミッション計画、試験、あるいはZ01のようなシステムが生成するデータの分析において、AIをどのように活用していますか？

すでにSuper Intelligence (SI)を活用している分野の中で、特に興味深いものの一つが、衛星群の連携制御です。

私たちは、磁気的な相互作用を通じて連携する衛星の編隊を統率するための、AI駆動型アルゴリズムを開発しました。魚の群れや鳥の群れのようなものだと考えると分かりやすいでしょう。個々の構成員は多数いますが、全体としては一つのシステムのように動き、振る舞います。

複数の宇宙機が磁場を利用して互いの位置関係を維持し、その編隊全体の運用をSIが調整する、という考え方です。これにより、巨大な宇宙機1機に頼るのではなく、多数の小型宇宙機を組み合わせて、宇宙空間に極めて大規模な構造物やシステムを構築できる可能性が生まれます。

私たちにとって、SIと電磁技術は非常に相性のよいものです。磁気システムは、宇宙機が物理的に相互作用し、連携して運用するための新たな手段を提供します。一方、SIは、ますます複雑になる編隊を自律的に調整するために必要な知能を提供します。

宇宙機の自律性がますます高まるなか、Supertorquerのような技術とAIはどのように連携していくとお考えですか？AIによって制御される宇宙機が、軌道上の状況やミッションの目標、近くにいる宇宙機に応じて、磁気システムを動的に調整するようになる可能性はあるでしょうか？

もちろんです。最終的には、宇宙機上での運用上の意思決定の大半をSIが担うようになると思います。

ミッションが複雑化し、宇宙機が地球から遠く離れて運用されるようになると、地上から人間がすべての判断を手動で下すのは、ますます現実的ではなくなります。宇宙機は周囲の環境を理解し、何をすべきかを判断して、自律的に行動する必要があります。

これは電磁システムと自然に結びつきます。自律型の宇宙機は、周囲の環境やミッションの目標、ほかの宇宙機とどのように相互作用する必要があるかに応じて、磁気機能の使い方を調整できる可能性があります。

スウォームの概念は、その方向性を示す一例です。地球から宇宙機を1機ずつ個別に制御するのではなく、SIが多数の宇宙機の集団としての動きを調整できます。SIと宇宙機の自律性の両方が向上するにつれて、こうした意思決定の多くが機上で行われるようになると思います。

Z01は地球の磁場を活用していますが、Zennoはさらに、輸送、放射線遮蔽、そして地球軌道の外における電磁インフラへと、より広い目標を掲げています。利用できる磁場が弱い、あるいは性質が根本的に異なる環境へ進出するなかで、技術ロードマップはどのように変わっていくのでしょうか？

地球の高高度軌道で商業活動が大きく広がっていくと見込んでおり、そうした環境は私たちにとって特に興味深いものです。

地球から遠ざかるほど地球の磁場は弱くなりますが、同時に私たちの磁気システムは大幅に強力になっています。そのため、周囲の環境が変化しても、電磁技術を応用した開発を続けることができます。

高高度軌道は、従来型の宇宙機技術の一部にとっても難しい環境となり得るため、別のアプローチを採用する機会が生まれます。したがって、私たちのロードマップは、安定化に地球の磁場を利用することだけにとどまりません。宇宙機の移動、放射線遮蔽、宇宙機同士の相互作用といった用途を支える、より強力な磁気システムの開発を進めています。

最終的な目標は、活動が地球からさらに遠くへ広がるなかで、ますます厳しい環境でも運用できる技術を構築することです。

Zennoは、宇宙に電磁インフラを構築することを長期目標に掲げています。Supertorquer以外では、次にどのような用途が商業的に実現可能になるとお考えですか。また、超伝導を基盤とする宇宙インフラのエコシステムが成熟したとき、最終的にはどのような姿になるでしょうか？

特に期待している用途がいくつかあります。

その一つが放射線遮蔽です。もう一つは宇宙空間での電磁式打ち上げです。つまり、燃料ではなく磁気システムを使ってペイロードを加速させるという考え方です。この構想にはすでに取り組んでいます。

Supertorquerは、人工衛星の安定化にとどまらない技術へと発展するとも考えています。技術が成熟すれば、多数の宇宙機が連携して、はるかに大規模なシステムとして機能する知能型宇宙機スウォームを実現する基盤技術になり得ます。人工衛星の移動も、今後開発を続けていくと見込んでいる分野です。

より大きな目標は、個々の製品を生み出すことだけではありません。宇宙にまったく新しい技術の層をもたらし、超伝導電磁技術が可能にする能力を活用したインフラを、最終的に構築したいと考えています。

これは、Zennoが創業時に掲げた考えに立ち返るものです。宇宙ですでに利用できるエネルギーや資源を活用して有用な仕事を実行し、地球の外にインフラを構築するという考えです。未来は電磁技術にあります。

素晴らしいインタビューをありがとうございました。さらに詳しく知りたい方は、Zenno Astronauticsをご覧ください。