Max Arshavasky, cofondator și director general al Zenno Astronautics – serie de interviuri

Max Arshavsky, cofondator și director general al Zenno Astronautics, este un antreprenor și inginer preocupat de dezvoltarea tehnologiilor supraconductoare pentru utilizarea în spațiu. A fondat Zenno în 2017, în timp ce studia ingineria la University of Auckland, unde compania a câștigat ulterior avânt datorită victoriei în competiția Velocity $100K Challenge a universității. Sub conducerea sa, Zenno a trecut de la un concept de cercetare aflat într-un stadiu incipient la demonstrarea tehnologiei supraconductoare pe orbită și a stabilit, totodată, relații cu organizații importante din industria aerospațială și din sectorul tehnologic, inclusiv cu Mitsubishi Electric. Viziunea mai amplă a lui Arshavsky se concentrează pe crearea unei infrastructuri scalabile, care să le permită navelor spațiale și viitoarelor industrii din spațiu să funcționeze cu o dependență mai mică de combustibil și de alte resurse aduse de pe Pământ.

Zenno Astronautics este o companie de tehnologie spațială cu sediul în Noua Zeelandă, care dezvoltă o platformă electromagnetică bazată pe sisteme magnetice supraconductoare. Tehnologia sa este concepută pentru aplicații precum poziționarea și controlul atitudinii navelor spațiale fără combustibil, accelerarea electromagnetică și, în cele din urmă, ecranarea împotriva radiațiilor și alte infrastructuri necesare desfășurării susținute a activităților în spațiu. Produsul său emblematic, Z01 Supertorquer, folosește un câmp magnetic controlabil pentru a interacționa cu câmpul magnetic al Pământului și a ajusta orientarea unui satelit fără a consuma propergol, iar Zenno a operat cu succes tehnologia supraconductoare pe orbită. Compania se îndreaptă acum spre comercializarea și integrarea mai amplă a tehnologiei sale, inclusiv prin colaborarea cu Mitsubishi Electric pentru evaluarea și simularea sistemului Z01 în vederea viitoarelor misiuni satelitare.

Ați cofondat Zenno Astronautics în 2017, pornind de la ideea utilizării tehnologiilor magnetice supraconductoare în spațiu. Ce v-a convins inițial că magnetismul ar putea deveni o bază practică pentru infrastructura navelor spațiale și cum a evoluat această viziune pe măsură ce compania a trecut de la concept la hardware operațional pe orbită?

La un moment dat, mi-a devenit limpede că omenirea își extinde prezența dincolo de Pământ. Această extindere include atât dezvoltarea tehnologică, cât și, în cele din urmă, o prezență umană mult mai amplă în spațiu. Am început să mă gândesc cum ar arăta acest lucru la scară largă și de ce am avea nevoie pentru a-l face sustenabil.

Am ajuns la concluzia că trebuie să învățăm să folosim resursele care se găsesc deja în spațiu, în loc să ne bazăm încontinuu pe resurse aduse de pe Pământ. Una dintre cele mai abundente resurse de care dispunem este energia solară. Întrebarea devine, așadar: cum putem prelua această energie și o putem transforma direct în lucru fizic util în spațiu?

Răspunsul a fost electromagnetismul și, în cele din urmă, electromagnetismul supraconductor. Dacă putem crea sisteme magnetice extrem de puternice, care funcționează eficient în spațiu, vom putea începe să folosim energia pentru a efectua lucru fără a ne baza pe multe dintre sistemele consumabile și mecanice de care depind astăzi navele spațiale.

Aceasta a fost ideea fundamentală din spatele Zenno. Ce s-a schimbat din 2017 este că nu mai este doar o teză. Am construit tehnologia, am trimis sisteme magnetice supraconductoare pe orbită și lucrăm acum la aplicații mult mai ample. Viziunea de bază a rămas însă aceeași: să folosim energia și resursele deja disponibile în spațiu pentru a construi infrastructura necesară unei prezențe umane și tehnologice mult mai extinse dincolo de Pământ.

Zenno a operat cu succes sistemul Z01 Supertorquer la bordul navei spațiale Mira a companiei Impulse Space. Ce v-a învățat prima demonstrație pe orbită despre operarea sistemelor magnetice supraconductoare în mediul spațial și ce rezultate au fost cele mai importante pentru validarea tehnologiei?

Cel mai important rezultat a fost foarte simplu: a funcționat. Sistemul a operat cu succes pe orbită și a demonstrat că o tehnologie magnetică supraconductoare poate funcționa în mod fiabil în mediul spațial.

Acest lucru a fost important deoarece puneam bazele unei clase cu totul noi de tehnologii pentru navele spațiale. Putem realiza modelări și teste extinse pe Pământ, dar, în cele din urmă, trebuie să dovedim că hardware-ul poate rezista lansării, poate funcționa autonom și își poate îndeplini rolul conform proiectării odată ajuns în spațiu.

Misiunea ne-a oferit această confirmare și, lucru la fel de important, experiență pe care am putut-o folosi direct la următoarea generație a tehnologiei. Am învățat cum să facem sistemul și mai fiabil și cum să trecem de la demonstrarea funcționării tehnologiei magnetice supraconductoare pe orbită la construirea unor produse care pot fi integrate în nave spațiale operaționale.

Sistemul Z01 este acum integrat la bordul satelitului Starburst-1 al companiei Portal Space Systems. Ce îi va permite această misiune companiei Zenno să demonstreze, dar nu a fost posibil în timpul misiunii Mira, și ce ar însemna un zbor reușit pentru Supertorquer?

Misiunea Starburst-1 reprezintă o creștere semnificativă a capabilităților față de ceea ce am demonstrat anterior. Magnetul de la bordul acestei misiuni este mult mai puternic decât sistemul pe care l-am trimis anterior în spațiu, ceea ce ne permite să începem testarea unor aplicații dincolo de demonstrația inițială a tehnologiei.

Una dintre cele mai importante noutăți este ecranarea împotriva radiațiilor. Starburst-1 este echipat cu un senzor de radiații care ne va permite să începem să măsurăm cât de eficient poate un câmp magnetic supraconductor puternic să protejeze o navă spațială de radiațiile produse de particulele încărcate.

Pentru noi, un zbor reușit înseamnă să demonstrăm că sistemul mai puternic funcționează fiabil pe orbită și, în același timp, să colectăm date utile despre mediul de radiații și efectul câmpului magnetic. Acesta este încă un pas către înțelegerea modului în care tehnologia magnetică supraconductoare poate îndeplini mai multe funcții la bordul viitoarelor nave spațiale.

Navele spațiale convenționale se bazează, de regulă, pe sisteme cu propulsor, roți de reacție sau alte tehnologii mecanice pentru manevrare și controlul atitudinii. În ce privințe oferă Supertorquer cele mai mari avantaje în ceea ce privește durata de viață, masa, fiabilitatea sau flexibilitatea misiunii?

Cele mai mari avantaje sunt fiabilitatea, longevitatea și accesibilitatea ca preț.

Multe sisteme convenționale ale navelor spațiale se bazează pe componente mecanice sau consumabile, iar acestea pot limita, în cele din urmă, durata de funcționare a unei nave spațiale. Avantajul tehnologiei electromagnetice este că putem aborda unele dintre aceste funcții în mod diferit, folosind forțe magnetice în loc să ne bazăm exclusiv pe sisteme mecanice convenționale sau pe propulsor.

În cele din urmă, obiectivul operatorilor este să dispună de o navă spațială care să rămână utilă mai mult timp, să funcționeze mai fiabil și să reducă costurile asociate menținerii acestor capacități pe durata misiunii. Acest lucru devine tot mai important pe măsură ce se așteaptă ca navele spațiale să funcționeze perioade mai îndelungate și să îndeplinească misiuni mai complexe

Zenno explorează, de asemenea, dacă niște câmpuri magnetice supraconductoare puternice pot contribui la protejarea navelor spațiale împotriva radiațiilor produse de particulele încărcate. Cât de promițătoare este ecranarea împotriva radiațiilor ca aplicație comercială și ce mai trebuie demonstrat înainte ca ecranarea magnetică să poată proteja componentele electronice sensibile sau, eventual, echipajele umane?

Suntem încă la începutul dezvoltării ecranării împotriva radiațiilor ca aplicație comercială, așa că vreau să fie clar că Zenno nu are în prezent pe piață un produs de ecranare împotriva radiațiilor.

Cu toate acestea, investim în această direcție pentru că vedem un potențial semnificativ. Radiațiile reprezintă o provocare fundamentală în spațiu, atât pentru componentele electronice sensibile, cât și, în cele din urmă, pentru oamenii care lucrează dincolo de protecția de care beneficiem pe Pământ. Dacă niște câmpuri magnetice supraconductoare puternice pot fi folosite pentru a devia particulele încărcate, există posibilitatea de a crea o nouă metodă de protejare a navelor spațiale.

Următorul pas este să demonstrăm această capacitate în mediul spațial propriu-zis. Acesta este unul dintre motivele pentru care misiunea Starburst-1 este importantă: vom avea un senzor de radiații la bordul navei spațiale și vom putea începe să colectăm date despre modul în care sistemul magnetic interacționează cu mediul de radiații.

Estimez că ecranarea împotriva radiațiilor s-ar putea transforma într-o aplicație comercială în aproximativ cinci ani, dar mai sunt necesare teste și eforturi de inginerie semnificative între demonstrarea fizicii care stă la baza acesteia și livrarea unui produs comercial.

Trecerea supraconductoarelor din laborator pe orbită implică provocări de inginerie foarte diferite. Care au fost cele mai dificile probleme de rezolvat în ceea ce privește gestionarea termică, fiabilitatea, consumul de energie și menținerea performanței supraconductoare în spațiu?

Transferul unei tehnologii din laborator în spațiu este dificil, deoarece, dintr-odată, totul trebuie să funcționeze împreună, fiabil, într-un mediu cu constrângeri foarte stricte.

Sistemul trebuie să reziste la lansare. Trebuie să funcționeze autonom. Trebuie să fie eficient și autosustenabil. Trebuie să încapă într-un spațiu foarte mic, să se integreze corespunzător cu nava spațială și să îndeplinească cerințele clientului. În plus, toate aceste componente hardware trebuie să ajungă la timp și să fie integrate conform calendarului.

Sunt implicate, de fapt, mai multe etape de tranziție inginerească. Mai întâi, trebuie să treci de la un sistem de laborator la unul care poate funcționa în spațiu. Apoi, trebuie să treci de la o demonstrație tehnologică în spațiu la un produs comercial cu adevărat utilizabil. Această a doua tranziție poate fi la fel de dificilă, deoarece tehnologia trebuie să îndeplinească standardele de fiabilitate, integrare și performanță pe care le așteaptă un client.

Pentru noi, asta a însemnat să îmbunătățim continuu sistemul, astfel încât tehnologia supraconductoare să nu fie doar ceva ce putem demonstra pe orbită, ci să poată deveni o componentă practică a arhitecturii unei nave spațiale.

Cum folosește Zenno IA în prezent, fie pentru modelarea electromagnetică, simulări, optimizarea hardware-ului, planificarea misiunilor, testare sau analiza datelor generate de sisteme precum Z01?

Unul dintre cele mai interesante domenii în care folosim deja Super Intelligence (SI) este coordonarea roiurilor de sateliți.

Am dezvoltat un algoritm bazat pe IA, conceput să coordoneze formații de sateliți care operează împreună prin interacțiuni magnetice. Îl poți asemăna întrucâtva cu un banc de pești sau cu un stol de păsări: există numeroși membri individuali, dar, împreună, aceștia se deplasează și se comportă ca un singur sistem.

Ideea este că mai multe vehicule spațiale și-ar putea menține poziția relativă unele față de altele folosind câmpuri magnetice, în timp ce SI coordonează funcționarea întregii formații. Astfel, devine posibilă construirea unor structuri sau sisteme foarte mari în spațiu, alcătuite din numeroase vehicule spațiale mai mici, în locul unui singur vehicul imens.

Pentru noi, SI și tehnologia electromagnetică se completează foarte bine. Sistemele magnetice oferă vehiculelor spațiale o nouă modalitate de a interacționa fizic și de a funcționa împreună, în timp ce SI furnizează inteligența necesară pentru coordonarea autonomă a unor formații din ce în ce mai complexe.

Pe măsură ce vehiculele spațiale devin tot mai autonome, cum vezi colaborarea inteligenței artificiale cu tehnologii precum Supertorquer? Ar putea un vehicul spațial controlat de inteligența artificială să-și regleze dinamic sistemele magnetice în funcție de condițiile orbitale, de obiectivele misiunii sau de vehiculele spațiale din apropiere?

Cu siguranță. Cred că, în cele din urmă, SI va lua majoritatea deciziilor operaționale la bordul vehiculelor spațiale.

Pe măsură ce misiunile devin mai complexe, iar vehiculele spațiale operează la distanțe tot mai mari de Pământ, devine din ce în ce mai nepractic ca oamenii să controleze manual, de la sol, fiecare decizie. Vehiculele spațiale vor trebui să-și înțeleagă mediul, să determine ce trebuie făcut și să acționeze autonom.

Această abordare se potrivește în mod firesc cu sistemele electromagnetice. Un vehicul spațial autonom și-ar putea adapta modul în care își folosește capacitățile magnetice în funcție de mediul în care se află, de obiectivele misiunii și de modul în care trebuie să interacționeze cu alte vehicule spațiale.

Conceptul de roi este un exemplu al acestei direcții. În loc să controleze de pe Pământ fiecare vehicul spațial în parte, SI poate coordona comportamentul colectiv al mai multor vehicule spațiale. Pe măsură ce se îmbunătățesc atât SI, cât și autonomia vehiculelor spațiale, cred că vom vedea că tot mai multe astfel de decizii vor fi luate la bord.

Z01 folosește câmpul magnetic al Pământului, însă ambițiile mai ample ale companiei Zenno includ transportul, ecranarea împotriva radiațiilor și infrastructura electromagnetică dincolo de orbita Pământului. Cum se schimbă foaia de parcurs tehnologică atunci când vă extindeți activitatea în medii în care câmpul magnetic disponibil este mai slab sau diferă fundamental?

Ne așteptăm ca activitatea comercială să se extindă considerabil către orbite terestre mai înalte, iar aceste medii sunt deosebit de interesante pentru noi.

Câmpul magnetic al Pământului slăbește pe măsură ce te îndepărtezi, însă, în același timp, sistemele noastre magnetice devin semnificativ mai puternice. Astfel, putem continua să dezvoltăm aplicații electromagnetice chiar și pe măsură ce mediul înconjurător se schimbă.

Orbitele mai înalte pot pune probleme și pentru unele tehnologii convenționale utilizate la vehiculele spațiale, ceea ce creează oportunități pentru abordări alternative. Prin urmare, foaia noastră de parcurs nu se limitează la folosirea câmpului magnetic al Pământului pentru stabilizare. Dezvoltăm sisteme magnetice tot mai puternice, care pot susține aplicații precum mobilitatea vehiculelor spațiale, ecranarea împotriva radiațiilor și interacțiunile dintre vehiculele spațiale.

În ultimă instanță, obiectivul este să construim o tehnologie capabilă să funcționeze în medii din ce în ce mai dificile, pe măsură ce activitatea se extinde tot mai departe de Pământ.

Zenno își descrie obiectivul pe termen lung drept construirea unei infrastructuri electromagnetice pentru spațiu. Dincolo de Supertorquer, ce aplicații crezi că ar putea deveni viabile comercial în continuare și cum ar putea arăta, în cele din urmă, un ecosistem matur de infrastructură spațială supraconductoare?

Există câteva aplicații care mă entuziasmează în mod deosebit.

Ecranarea împotriva radiațiilor este una dintre ele. O alta este lansarea electromagnetică în spațiu — ideea de a accelera încărcături utile cu ajutorul sistemelor magnetice, în locul combustibilului. Lucrăm deja la acest concept.

Văd, de asemenea, cum Supertorquer poate evolua dincolo de stabilizarea sateliților. Pe măsură ce tehnologia se maturizează, poate deveni o tehnologie care să facă posibile roiuri inteligente de vehicule spațiale, în care numeroase vehicule individuale funcționează împreună ca un sistem mult mai amplu. Mobilitatea sateliților este un alt domeniu pe care ne așteptăm să-l dezvoltăm în continuare.

Obiectivul mai amplu nu este doar crearea unor produse individuale. Vrem să facem posibil un nivel cu totul nou de tehnologie în spațiu și, în cele din urmă, să construim o infrastructură care valorifică posibilitățile deschise de electromagnetismul supraconductor.

Astfel, revenim la ideea de la care a pornit Zenno: folosirea energiei și a resurselor deja disponibile în spațiu pentru a desfășura activități utile și a construi infrastructură dincolo de Pământ. Viitorul este electromagnetic.

Vă mulțumesc pentru interviul excelent; cititorii care doresc să afle mai multe pot vizita Zenno Astronautics.