Max Arshavasky, Zenno Astronautics의 공동 창립자 겸 CEO – 인터뷰 시리즈

Max Arshavsky는 우주에서 사용할 초전도 기술 개발에 주력하는 기업가이자 엔지니어로, Zenno Astronautics의 공동 창립자 겸 CEO입니다. 그는 오클랜드 대학교에서 공학을 공부하던 2017년에 Zenno를 설립했으며, 회사는 이후 대학의 Velocity $100K Challenge에서 우승하며 초창기 동력을 얻었습니다. 그의 리더십 아래 Zenno는 초기 연구 구상 단계에서 궤도상 초전도 기술 시연에 이르기까지 발전했으며, Mitsubishi Electric을 비롯한 주요 항공우주 및 기술 기업과 관계를 맺었습니다. Arshavsky가 추구하는 더 큰 비전은 우주선과 미래의 우주 기반 산업이 지구에서 공급되는 연료와 기타 자원에 대한 의존도를 줄이고 운영될 수 있도록 확장 가능한 인프라를 구축하는 것입니다.

Zenno Astronautics는 초전도 자기 시스템을 기반으로 한 전자기 플랫폼을 개발하는 뉴질랜드 우주 기술 기업입니다. 이 회사의 기술은 연료를 쓰지 않는 우주선의 위치 조정 및 자세 제어, 전자기 가속, 그리고 궁극적으로는 방사선 차폐와 지속적인 우주 활동에 필요한 기타 인프라에 활용하도록 설계됐습니다. 대표 제품인 Z01 Supertorquer는 제어 가능한 자기장을 이용해 지구 자기장과 상호작용하고 추진제를 소비하지 않으면서 위성의 방향을 조정하며, Zenno는 궤도상에서 초전도 기술을 성공적으로 운용했습니다. 현재 회사는 기술의 상용화와 더 폭넓은 통합을 추진하고 있으며, 여기에는 향후 위성 임무를 위해 Mitsubishi Electric과 Z01을 평가하고 시뮬레이션하는 작업도 포함됩니다.

2017년, 우주에서 초전도 자기 기술을 활용한다는 구상을 바탕으로 Zenno Astronautics를 공동 창립하셨습니다. 처음에는 무엇을 보고 자기 기술이 우주선 인프라의 실용적인 토대가 될 수 있다고 확신하셨나요? 회사가 구상 단계에서 궤도에서 작동하는 하드웨어를 구현하기까지 발전하면서 그 비전은 어떻게 달라졌나요?

어느 순간 인류가 지구를 넘어 확장하고 있다는 사실이 분명해졌습니다. 여기에는 기술의 확장뿐 아니라, 궁극적으로 우주에 훨씬 더 많은 사람이 거주하게 되는 일도 포함됩니다. 저는 이러한 확장이 규모 면에서 어떤 모습일지, 지속 가능하게 만들려면 무엇이 필요할지 생각하기 시작했습니다.

저는 지구에서 가져온 자원에 계속 의존하기보다는 우주에서 이미 이용할 수 있는 자원을 활용하는 방법을 배워야 한다는 결론에 이르렀습니다. 우리가 이용할 수 있는 자원 중 가장 풍부한 것 하나는 태양 에너지입니다. 그렇다면 그 에너지를 어떻게 우주에서 유용한 물리적 일로 직접 바꿀 수 있을까요?

그 해답은 전자기학, 그리고 궁극적으로는 초전도 전자기학이었습니다. 우주에서 효율적으로 작동하는 매우 강력한 자기 시스템을 만들 수 있다면, 오늘날 우주선이 의존하는 소모성 시스템과 기계 시스템 상당수에 기대지 않고도 에너지를 이용해 일을 수행할 수 있습니다.

이것이 Zenno의 근본적인 구상이었습니다. 2017년 이후 달라진 점은 이제 이것이 단순한 가설에 그치지 않는다는 것입니다. 우리는 기술을 개발했고, 초전도 자기 시스템을 궤도에 올려 운용했으며, 이제 훨씬 더 폭넓은 활용을 추진하고 있습니다. 하지만 근본적인 비전은 여전히 같습니다. 우주에서 이미 이용할 수 있는 에너지와 자원을 활용해 지구를 넘어 훨씬 더 많은 인류와 기술이 활동하는 데 필요한 인프라를 구축하는 것입니다.

Zenno는 Impulse Space의 Mira 우주선에 탑재된 Z01 Supertorquer를 성공적으로 운용했습니다. 최초의 궤도상 시연을 통해 우주 환경에서 초전도 자기 시스템을 운용하는 일에 관해 무엇을 배웠으며, 기술의 타당성을 입증하는 데 가장 중요했던 결과는 무엇이었나요?

가장 중요한 결과는 아주 간단했습니다. 시스템이 작동했다는 것입니다. 시스템은 궤도에서 성공적으로 운용됐고, 초전도 자기 기술이 우주 환경에서 안정적으로 기능할 수 있음을 보여 줬습니다.

이는 우주선에 적용되는 완전히 새로운 기술 분야를 개척하는 일이었기에 중요했습니다. 지상에서 충분히 모델링하고 시험할 수는 있지만, 결국 하드웨어가 발사를 견디고 자율적으로 작동하며 우주에 도착한 뒤 설계대로 기능한다는 점을 입증해야 합니다.

이번 임무를 통해 기술의 타당성을 확인했으며, 무엇보다 다음 세대 기술 개발에 직접 활용할 경험을 얻었습니다. 시스템의 신뢰성을 한층 높이는 방법과, 궤도에서 초전도 자기 기술이 작동함을 시연하는 단계에서 실제 운용 중인 우주선에 통합할 수 있는 제품을 만드는 단계로 나아가는 방법을 배웠습니다.

현재 Z01은 Portal Space Systems의 Starburst-1 위성에 통합돼 있습니다. 이번 임무를 통해 Mira 임무 때는 불가능했던 어떤 점을 Zenno가 시연할 수 있을까요? Supertorquer의 비행이 성공적이었다고 판단할 기준은 무엇인가요?

Starburst-1 임무는 앞서 시연한 것보다 기능이 크게 향상된 임무입니다. 이번 임무에 탑재된 자석은 이전에 비행했던 시스템보다 훨씬 강력해, 기술의 초기 시연을 넘어선 응용 분야를 시험할 수 있습니다.

가장 중요한 추가 기능 중 하나는 방사선 차폐입니다. Starburst-1에는 방사선 센서가 탑재되어 있어, 강력한 초전도 자기장이 하전 입자 방사선으로부터 우주선을 얼마나 효과적으로 보호할 수 있는지 측정하기 시작할 수 있습니다.

저희에게 성공적인 비행이란 더 강력해진 시스템이 궤도에서 안정적으로 작동하는 동시에, 방사선 환경과 자기장의 영향에 관한 유용한 데이터를 수집하는 것을 의미합니다. 이를 통해 초전도 자기 기술이 미래 우주선에서 여러 기능을 수행하는 데 어떻게 활용될 수 있는지 이해하는 데 한 걸음 더 다가갈 수 있습니다.

기존 우주선은 일반적으로 추진제 기반 시스템, 반작용 휠 또는 기타 기계 기술을 이용해 기동과 자세 제어를 수행합니다. 우주선의 수명, 질량, 신뢰성 또는 임무 유연성 측면에서 Supertorquer가 제공하는 가장 큰 이점은 무엇인가요?

가장 큰 이점은 신뢰성, 긴 수명, 경제성입니다.

기존 우주선 시스템 중 상당수는 기계 부품이나 소모품에 의존하며, 이런 시스템은 결국 우주선이 작동할 수 있는 기간에 한계를 가져올 수 있습니다. 전자기 기술의 장점은 기존의 기계식 또는 추진제 기반 시스템에 전적으로 의존하는 대신 자기력을 이용해 일부 기능을 다른 방식으로 구현할 수 있다는 것입니다.

운용자에게 궁극적인 목표는 더 오래 유용하게 사용할 수 있고, 더 안정적으로 작동하며, 임무 전반에 걸쳐 이러한 기능을 유지하는 데 드는 비용을 줄일 수 있는 우주선입니다. 우주선이 더 오랜 기간 작동하고 더 복잡한 임무를 수행할 것으로 기대되면서 이는 점점 더 중요해집니다

Zenno는 강력한 초전도 자기장이 하전 입자 방사선으로부터 우주선을 보호하는 데 도움이 될 수 있는지도 연구하고 있습니다. 방사선 차폐의 상용화 가능성은 얼마나 크며, 자기 차폐가 민감한 전자 장비나 궁극적으로는 우주인 승무원을 보호하려면 어떤 점을 더 입증해야 하나요?

방사선 차폐를 상용화하기 위한 개발은 아직 초기 단계입니다. 따라서 Zenno가 현재 시중에 방사선 차폐 제품을 판매하고 있지 않다는 점을 분명히 말씀드리고 싶습니다.

하지만 저희는 상당한 잠재력이 있다고 판단해 이 분야에 투자하고 있습니다. 방사선은 우주에서 민감한 전자 장비뿐 아니라, 궁극적으로는 지구에서 누리는 보호를 받지 못하는 환경에서 활동하는 인간에게도 근본적인 과제입니다. 강력한 초전도 자기장을 이용해 하전 입자의 경로를 바꿀 수 있다면, 우주선을 보호하는 새로운 접근법을 마련할 가능성이 있습니다.

다음 단계는 실제 우주 환경에서 그 성능을 입증하는 것입니다. Starburst-1 임무가 중요한 이유 중 하나가 바로 여기에 있습니다. 우주선에 방사선 센서를 탑재해 자기 시스템이 방사선 환경과 어떻게 상호작용하는지에 관한 데이터를 수집하기 시작할 수 있습니다.

제 추정으로는 방사선 차폐가 대략 5년 안에 상용화될 가능성이 있지만, 기반 물리 원리를 입증하는 단계에서 상용 제품을 제공하는 단계에 이르기까지는 상당한 시험과 엔지니어링 작업이 더 필요합니다.

초전도체를 실험실 환경에서 궤도로 옮기면 전혀 다른 엔지니어링 과제가 생깁니다. 열 관리, 신뢰성, 전력 소비, 우주에서의 초전도 성능 유지와 관련해 해결하기 가장 어려웠던 문제는 무엇이었나요?

기술을 실험실에서 우주로 옮기는 일은 어렵습니다. 제약이 매우 큰 환경에서 모든 요소가 갑자기 서로 연동되면서 안정적으로 작동해야 하기 때문입니다.

시스템은 발사 과정에서 손상되지 않아야 합니다. 자율적으로 작동해야 합니다. 효율적이고 자체적으로 유지될 수 있어야 합니다. 매우 작은 폼팩터에 들어가야 하고, 우주선에 제대로 통합되어 고객의 요구 사항을 충족해야 합니다. 그리고 이 모든 하드웨어가 일정에 맞춰 도착해 통합되어야 합니다.

실제로는 여러 단계의 엔지니어링 전환이 필요합니다. 먼저 실험실 시스템을 우주에서 작동할 수 있는 시스템으로 발전시켜야 합니다. 그다음에는 우주에서의 기술 실증 단계에서 실제로 상용 제품으로 활용할 수 있는 단계로 나아가야 합니다. 두 번째 전환도 그만큼 어려울 수 있습니다. 기술이 고객이 기대하는 신뢰성, 통합성, 성능 기준을 충족해야 하기 때문입니다.

저희는 초전도 기술을 궤도에서 실증할 수 있는 데 그치지 않고, 우주선 설계의 실용적인 일부가 될 수 있도록 시스템을 지속적으로 개선해 왔습니다.

Zenno는 전자기 모델링, 시뮬레이션, 하드웨어 최적화, 임무 계획, 시험 또는 Z01과 같은 시스템에서 생성된 데이터 분석에 AI를 현재 어떻게 활용하고 있나요?

저희가 이미 초지능(SI) SI를 활용하고 있는 가장 흥미로운 분야 중 하나는 위성 군집을 조율하는 일입니다.

저희는 자기적 상호작용을 통해 함께 작동하는 위성 편대를 조율하도록 설계된 AI 기반 알고리즘을 개발했습니다. 물고기 떼나 새 떼와 비슷하다고 생각하면 됩니다. 개별 구성원은 여럿이지만, 전체적으로는 하나의 시스템처럼 움직이고 행동합니다.

여러 우주선이 자기장을 이용해 서로의 상대적 위치를 유지하고, SI가 전체 편대의 운용 방식을 조율할 수 있다는 것이 이 아이디어의 핵심입니다. 이를 통해 거대한 우주선 하나에 의존하는 대신, 소형 우주선 여러 대로 이루어진 초대형 구조물이나 시스템을 우주에 구축할 가능성이 열립니다.

우리에게 SI와 전자기 기술은 서로를 보완하는 기술입니다. 자기 시스템은 우주선이 물리적으로 상호작용하고 함께 작동하는 새로운 방식을 제공하며, SI는 점점 복잡해지는 편대를 자율적으로 조율하는 데 필요한 지능을 제공합니다.

우주선의 자율성이 점점 높아지는 가운데, Supertorquer 같은 기술과 AI가 어떻게 함께 작동할 것으로 보시나요? AI가 제어하는 우주선이 궤도 조건이나 임무 목표, 주변 우주선에 따라 자기 시스템을 실시간으로 조정할 수 있을까요?

물론입니다. 궁극적으로 SI가 우주선에서 이루어지는 대부분의 운용상 의사결정을 맡게 될 것이라고 생각합니다.

임무가 점점 복잡해지고 우주선이 지구에서 더 멀리 떨어져 운용되면, 지상에서 사람이 모든 의사결정을 일일이 내리는 방식은 갈수록 현실성이 떨어집니다. 우주선은 주변 환경을 파악하고, 무엇을 해야 하는지 판단한 뒤 자율적으로 행동해야 합니다.

전자기 시스템은 이런 흐름과 자연스럽게 맞닿아 있습니다. 자율 우주선은 주변 환경과 임무 목표, 다른 우주선과 상호작용하는 데 필요한 방식에 따라 자기 기능을 활용하는 방법을 조정할 수 있습니다.

군집 운용 개념은 이러한 방향성을 보여주는 한 가지 사례입니다. 지구에서 우주선을 하나씩 제어하는 대신, SI가 여러 우주선의 집단적 움직임을 조율할 수 있습니다. SI와 우주선 자율성이 모두 발전할수록, 이러한 의사결정이 우주선 내부에서 이루어지는 경우가 훨씬 많아질 것이라고 생각합니다.

Z01은 지구 자기장을 활용하지만, Zenno의 더 큰 목표는 지구 궤도 너머의 운송, 방사선 차폐, 전자기 인프라까지 아우릅니다. 이용 가능한 자기장이 약하거나 근본적으로 다른 환경으로 나아가면서 기술 로드맵은 어떻게 달라지나요?

지구 저궤도보다 높은 궤도에서 상업 활동이 크게 늘어날 것으로 예상하며, 그런 환경은 특히 우리에게 흥미롭습니다.

지구에서 멀어질수록 지구 자기장은 약해지지만, 동시에 우리의 자기 시스템은 훨씬 강력해지고 있습니다. 덕분에 주변 환경이 변하더라도 전자기 응용 기술을 계속 발전시킬 수 있습니다.

고도가 높은 궤도에서는 기존의 일부 우주선 기술을 활용하기 어려울 수 있으며, 이는 대안적 접근 방식에 기회를 열어줍니다. 따라서 우리의 로드맵은 지구 자기장을 안정화에 활용하는 데만 국한되지 않습니다. 우주선의 이동성, 방사선 차폐, 우주선 간 상호작용과 같은 응용 분야를 지원할 수 있도록 더욱 강력한 자기 시스템을 개발하고 있습니다.

궁극적인 목표는 지구에서 더 멀리까지 활동 범위가 넓어지면서 점점 더 까다로워지는 환경에서도 작동할 수 있는 기술을 구축하는 것입니다.

Zenno는 우주에 전자기 인프라를 구축하는 것을 장기 목표로 제시합니다. Supertorquer를 넘어, 어떤 응용 분야가 다음으로 상업성을 확보할 수 있다고 보시나요? 초전도 기반 우주 인프라 생태계가 성숙하면 궁극적으로 어떤 모습일까요?

특히 기대를 품고 있는 응용 분야가 몇 가지 있습니다.

방사선 차폐가 그중 하나입니다. 또 다른 분야는 우주에서의 전자기 발사입니다. 연료 대신 자기 시스템으로 탑재체를 가속한다는 개념이죠. 우리는 이미 이 개념을 연구하고 있습니다.

Supertorquer는 위성 안정화에 그치지 않고 더 다양한 용도로 발전할 수 있다고 봅니다. 기술이 성숙하면 여러 개별 우주선이 함께 작동해 훨씬 더 큰 시스템을 이루는 지능형 우주선 군집을 구현하는 기반 기술이 될 수 있습니다. 위성의 이동성 역시 앞으로 계속 개발해 나갈 분야입니다.

더 큰 목표는 개별 제품을 만드는 데 그치지 않습니다. 우주에 완전히 새로운 기술 계층을 구현하고, 초전도 전자기가 열어주는 가능성을 활용하는 인프라를 궁극적으로 구축하고자 합니다.

이는 Zenno가 처음부터 품어온 아이디어, 즉 우주에 이미 존재하는 에너지와 자원을 활용해 유용한 일을 수행하고 지구 너머에 인프라를 구축한다는 구상으로 이어집니다. 미래는 전자기의 시대입니다.

훌륭한 인터뷰에 감사드립니다. 더 자세한 내용을 알고 싶은 독자는 Zenno Astronautics를 방문해 주세요.