Макс Аршаваски, сооснователь и генеральный директор Zenno Astronautics — серия интервью

Макс Аршавски, сооснователь и генеральный директор Zenno Astronautics, — предприниматель и инженер, который занимается разработкой сверхпроводящих технологий для применения в космосе. Он основал Zenno в 2017 году, во время учебы на инженерном факультете University of Auckland. Позже компания получила первый импульс к развитию, победив в университетском конкурсе Velocity $100K Challenge. Под его руководством Zenno прошла путь от исследовательской идеи на ранней стадии до демонстрации сверхпроводящих технологий на орбите и наладила отношения с крупными аэрокосмическими и технологическими организациями, в том числе с Mitsubishi Electric. Более широкое видение Аршавски состоит в создании масштабируемой инфраструктуры, которая позволит космическим аппаратам и будущим отраслям космической экономики работать с меньшей зависимостью от топлива и других ресурсов, доставляемых с Земли.

Zenno Astronautics — базирующаяся в Новой Зеландии компания в сфере космических технологий, которая разрабатывает электромагнитную платформу на основе сверхпроводящих магнитных систем. Ее технологии предназначены для решения таких задач, как позиционирование космических аппаратов и управление их ориентацией без расхода топлива, электромагнитное ускорение, а в перспективе — радиационная защита и создание другой инфраструктуры, необходимой для длительной деятельности в космосе. Флагманское устройство компании, Z01 Supertorquer, использует управляемое магнитное поле, взаимодействующее с магнитным полем Земли, чтобы менять ориентацию спутника без расхода рабочего тела; кроме того, Zenno успешно эксплуатировала сверхпроводящую технологию на орбите. Сейчас компания движется к коммерциализации и более широкому внедрению своих технологий, в том числе сотрудничая с Mitsubishi Electric в оценке и моделировании Z01 для будущих спутниковых миссий.

Вы стали сооснователем Zenno Astronautics в 2017 году, задумав использовать сверхпроводящие магнитные технологии в космосе. Что изначально убедило вас в том, что магнетизм может стать практической основой инфраструктуры космических аппаратов, и как это видение изменилось с тех пор, как компания прошла путь от концепции до аппаратуры, работающей на орбите?

В какой-то момент мне стало очевидно, что человечество расширяет свое присутствие за пределы Земли. Это касается как технологического развития, так и, в конечном счете, гораздо более масштабного присутствия людей в космосе. Я начал думать о том, как это будет выглядеть в больших масштабах и что потребуется, чтобы сделать такое развитие устойчивым.

Я пришел к выводу, что нам нужно научиться использовать ресурсы, уже имеющиеся в космосе, а не постоянно полагаться на ресурсы, доставляемые с Земли. Один из самых распространенных доступных нам ресурсов — солнечная энергия. Тогда возникает вопрос: как получить эту энергию и напрямую преобразовать ее в полезную механическую работу в космосе?

Ответом стал электромагнетизм, а в конечном итоге — сверхпроводящий электромагнетизм. Если мы сможем создавать чрезвычайно мощные магнитные системы, эффективно работающие в космосе, то сможем использовать энергию для выполнения работы, не полагаясь на многие расходуемые материалы и механические системы, от которых сегодня зависят космические аппараты.

В этом и заключалась основная идея Zenno. С 2017 года многое изменилось: теперь это уже не просто теоретическая концепция. Мы создали эту технологию, вывели сверхпроводящие магнитные системы на орбиту и теперь работаем над ее гораздо более широким применением. Но основное видение осталось прежним: использовать энергию и ресурсы, уже доступные в космосе, чтобы создать инфраструктуру, необходимую для значительно более масштабного присутствия людей и технологий за пределами Земли.

Zenno успешно эксплуатировала устройство Z01 Supertorquer на борту космического аппарата Mira компании Impulse Space. Чему первая демонстрация на орбите научила вас об эксплуатации сверхпроводящих магнитных систем в космической среде и какие результаты оказались наиболее важными для подтверждения работоспособности технологии?

Самый важный результат был предельно прост: система сработала. Она успешно работала на орбите и показала, что сверхпроводящая магнитная технология может надежно функционировать в космической среде.

Это было важно, потому что мы создавали совершенно новый класс технологий для космических аппаратов. На Земле можно проводить обширное моделирование и испытания, но в конечном счете необходимо доказать, что аппаратура выдержит запуск, сможет работать автономно и будет выполнять свои задачи в соответствии с проектом после выхода в космос.

Эта миссия подтвердила работоспособность технологии и, что особенно важно, дала нам опыт, который мы смогли напрямую использовать при создании следующего поколения. Мы узнали, как сделать систему еще надежнее и как перейти от демонстрации работы сверхпроводящей магнитной технологии на орбите к созданию продуктов, которые можно интегрировать в действующие космические аппараты.

Теперь устройство Z01 установлено на спутнике Starburst-1 компании Portal Space Systems. Что эта миссия позволит продемонстрировать Zenno из того, что нельзя было проверить во время миссии Mira, и какие результаты полета будут означать, что Supertorquer успешно выполнил задачу?

Миссия Starburst-1 существенно расширяет наши возможности по сравнению с тем, что мы демонстрировали ранее. Магнит на борту этого аппарата значительно мощнее системы, которую мы запускали прежде, поэтому мы можем приступить к испытаниям применений, выходящих за рамки первоначальной демонстрации технологии.

Одно из важнейших нововведений — радиационная защита. На борту Starburst-1 установлен датчик радиации, который позволит нам начать измерять, насколько эффективно мощное сверхпроводящее магнитное поле защищает космический аппарат от излучения, создаваемого заряженными частицами.

Для нас успешный полёт означает, что более мощная система надёжно работает на орбите и одновременно собирает полезные данные о радиационной обстановке и воздействии магнитного поля. Это ещё один шаг к пониманию того, как сверхпроводящая магнитная технология может выполнять несколько функций на борту будущих космических аппаратов.

Для маневрирования и управления ориентацией обычные космические аппараты, как правило, используют системы на основе топлива, маховики или другие механические технологии. В чём Supertorquer даёт наибольшие преимущества с точки зрения срока службы аппарата, массы, надёжности или гибкости миссии?

Главные преимущества — надёжность, долговечность и доступная стоимость.

Во многих обычных системах космических аппаратов используются механические компоненты или расходные материалы, и в конечном счёте это может ограничивать срок работы аппарата. Преимущество электромагнитной технологии в том, что некоторые из этих функций можно реализовать иначе — использовать магнитные силы, а не полагаться исключительно на традиционные механические системы или системы на основе топлива.

В конечном счёте операторам нужен космический аппарат, который дольше сохраняет свою полезность, работает надёжнее и позволяет снизить затраты на поддержание этих возможностей на протяжении всей миссии. Это становится всё важнее, поскольку от космических аппаратов ожидают более продолжительной работы и выполнения более сложных миссий

Zenno также изучает, могут ли мощные сверхпроводящие магнитные поля защищать космические аппараты от излучения заряженных частиц. Насколько перспективна радиационная защита как коммерческое применение и что ещё необходимо доказать, прежде чем магнитная защита сможет оберегать чувствительную электронику или в перспективе экипажи?

Мы пока находимся на раннем этапе разработки радиационной защиты как коммерческого решения, поэтому хочу подчеркнуть: сейчас у Zenno нет на рынке продукта для радиационной защиты.

Но мы инвестируем в это направление, поскольку видим в нём значительный потенциал. Радиация — одна из фундаментальных проблем в космосе: она угрожает и чувствительной электронике, и в перспективе людям, работающим за пределами земной защиты. Если мощные сверхпроводящие магнитные поля можно использовать для отклонения заряженных частиц, появляется возможность иначе подойти к защите космических аппаратов.

Следующий шаг — доказать эффективность этой технологии непосредственно в космической среде. В этом и заключается одна из причин, по которым миссия Starburst-1 так важна: на борту аппарата будет установлен датчик радиации, который позволит нам начать собирать данные о взаимодействии магнитной системы с радиационной средой.

По моей оценке, радиационная защита потенциально может стать коммерческим решением примерно в течение пяти лет, однако между демонстрацией лежащих в её основе физических принципов и выпуском коммерческого продукта ещё предстоит провести значительный объём испытаний и инженерных работ.

Перенос сверхпроводников из лабораторных условий на орбиту сопряжён с совершенно иными инженерными трудностями. Какие проблемы было сложнее всего решить в области терморегулирования, надёжности, энергопотребления и сохранения сверхпроводящих свойств в космосе?

Перенести технологию из лаборатории в космос сложно: внезапно оказывается, что всё должно надёжно работать как единая система в условиях жёстких ограничений.

Система должна выдержать запуск. Она должна работать автономно. Она должна быть энергоэффективной и самодостаточной. Она должна иметь очень компактные размеры, корректно интегрироваться с космическим аппаратом и отвечать требованиям заказчика. Кроме того, всё оборудование должно быть доставлено и интегрировано в срок.

Здесь приходится преодолевать сразу несколько инженерных переходов. Сначала лабораторную систему нужно превратить в систему, способную работать в космосе. Затем необходимо перейти от демонстрации технологии в космосе к решению, которое действительно можно использовать как коммерческий продукт. Второй переход может оказаться не менее сложным: технология должна соответствовать ожиданиям заказчика по надёжности, интеграции и производительности.

Для нас это означает постоянное совершенствование системы, чтобы сверхпроводящая технология была не просто тем, что можно продемонстрировать на орбите, а стала практической составляющей архитектуры космических аппаратов.

Как Zenno использует ИИ сегодня — например, при электромагнитном моделировании, симуляции, оптимизации оборудования, планировании миссий, испытаниях или анализе данных, полученных такими системами, как Z01?

Одно из наиболее интересных направлений, где мы уже используем Super Intelligence (SI), — координация спутниковых роёв.

Мы разработали алгоритм на основе ИИ, предназначенный для управления группами спутников, действующих совместно благодаря магнитному взаимодействию. Это можно сравнить с косяком рыб или стаей птиц: участников много, но вместе они движутся и ведут себя как единая система.

Идея заключается в том, что несколько космических аппаратов смогут поддерживать взаимное расположение с помощью магнитных полей, а SI будет координировать работу всей формации. Это открывает возможность создавать в космосе чрезвычайно крупные конструкции или системы из множества небольших космических аппаратов, вместо того чтобы полагаться на один огромный аппарат.

Для нас SI и электромагнитные технологии отлично дополняют друг друга. Магнитные системы позволяют космическим аппаратам по-новому физически взаимодействовать и работать вместе, а SI обеспечивает интеллект, необходимый для автономной координации всё более сложных формаций.

По мере того как космические аппараты становятся всё более автономными, как, по-вашему, ИИ будет сочетаться с такими технологиями, как Supertorquer? Сможет ли управляемый ИИ космический аппарат со временем динамически настраивать свои магнитные системы в зависимости от условий на орбите, целей миссии или находящихся поблизости космических аппаратов?

Безусловно. Думаю, со временем SI будет принимать большинство оперативных решений на борту космических аппаратов.

По мере усложнения миссий и удаления космических аппаратов от Земли людям становится всё труднее вручную управлять каждым решением с Земли. Космическим аппаратам придётся понимать окружающую обстановку, определять, что необходимо сделать, и действовать автономно.

Электромагнитные системы естественным образом вписываются в эту концепцию. Автономный космический аппарат потенциально сможет менять способы использования своих магнитных возможностей в зависимости от окружающей среды, целей миссии и того, как ему нужно взаимодействовать с другими космическими аппаратами.

Концепция роя — один из примеров такого подхода. Вместо того чтобы управлять каждым космическим аппаратом по отдельности с Земли, SI может координировать совместное поведение множества космических аппаратов. По мере совершенствования и SI, и автономности космических аппаратов, думаю, всё больше таких решений будет приниматься непосредственно на борту.

Z01 использует магнитное поле Земли, однако долгосрочные амбиции Zenno выходят за рамки орбиты Земли и охватывают транспортировку, радиационную защиту и электромагнитную инфраструктуру. Как меняется дорожная карта развития технологий при переходе к средам, где доступное магнитное поле слабее или принципиально отличается?

Мы ожидаем, что коммерческая деятельность будет всё активнее перемещаться на более высокие орбиты Земли, и для нас такие условия представляют особый интерес.

По мере удаления от Земли её магнитное поле ослабевает, но в то же время наши магнитные системы становятся значительно мощнее. Это позволяет нам продолжать развивать электромагнитные технологии и по мере изменения окружающих условий.

Более высокие орбиты также могут создавать трудности для некоторых традиционных космических технологий, что открывает возможности для альтернативных подходов. Поэтому наша дорожная карта не ограничивается использованием магнитного поля Земли для стабилизации. Мы разрабатываем всё более мощные магнитные системы, которые могут применяться для перемещения космических аппаратов, защиты от радиации и взаимодействия между космическими аппаратами.

В конечном счёте наша цель — создавать технологии, способные работать в условиях всё большей сложности по мере расширения деятельности за пределы Земли.

Zenno описывает свою долгосрочную цель как создание электромагнитной инфраструктуры для космоса. Какие сферы применения, помимо Supertorquer, по-вашему, следующими могут стать коммерчески жизнеспособными и как в итоге может выглядеть зрелая экосистема сверхпроводящей космической инфраструктуры?

Есть несколько сфер применения, которые особенно меня вдохновляют.

Одна из них — защита от радиации. Другая — электромагнитный запуск в космосе: идея состоит в том, чтобы разгонять полезные грузы с помощью магнитных систем, а не топлива. Мы уже работаем над этой концепцией.

Я также вижу, что Supertorquer может выйти за рамки стабилизации спутников. По мере развития технологии она может стать основой для интеллектуальных роев космических аппаратов, в которых множество отдельных аппаратов работают вместе как гораздо более крупная система. Ещё одно направление, которое мы планируем продолжать развивать, — это маневрирование спутников.

Наша более масштабная цель — не просто создавать отдельные продукты. Мы хотим заложить основу для совершенно нового технологического уровня в космосе и в конечном счёте создать инфраструктуру, использующую возможности, которые открывает сверхпроводящий электромагнетизм.

Это возвращает нас к исходной идее Zenno: использовать уже доступные в космосе энергию и ресурсы для выполнения полезной работы и создания инфраструктуры за пределами Земли. Будущее за электромагнетизмом.

Спасибо за замечательное интервью! Читатели, желающие узнать больше, могут посетить сайт Zenno Astronautics.