Макс Аршаваскі, співзасновник і генеральний директор Zenno Astronautics — серія інтерв’ю

Max Arshavsky — співзасновник і генеральний директор Zenno Astronautics, підприємець та інженер, який зосередився на розробленні надпровідних технологій для використання в космосі. Він заснував Zenno у 2017 році, навчаючись на інженерному факультеті University of Auckland, де згодом компанія отримала перший потужний імпульс розвитку, перемігши в університетському конкурсі Velocity $100K Challenge. Під його керівництвом Zenno пройшла шлях від дослідницької концепції на ранньому етапі до демонстрації надпровідної технології на орбіті та налагодила зв’язки з великими аерокосмічними й технологічними організаціями, зокрема з Mitsubishi Electric. Ширша мета Arshavsky — створити масштабовану інфраструктуру, яка дасть змогу космічним апаратам і майбутнім космічним галузям працювати з меншою залежністю від палива та інших ресурсів, що постачаються із Землі.

Zenno Astronautics — новозеландська компанія в галузі космічних технологій, яка розробляє електромагнітну платформу на основі надпровідних магнітних систем. Її технології призначені для таких застосувань, як позиціювання космічних апаратів і керування їхньою орієнтацією без використання палива, електромагнітне прискорення, а згодом — радіаційний захист та інша інфраструктура, потрібна для тривалої діяльності в космосі. Флагманський пристрій компанії Z01 Supertorquer використовує кероване магнітне поле для взаємодії з магнітним полем Землі та зміни орієнтації супутника без витрати робочого тіла; крім того, Zenno успішно експлуатувала надпровідну технологію на орбіті. Тепер компанія готується до комерціалізації та ширшого впровадження своїх технологій, зокрема співпрацює з Mitsubishi Electric над оцінюванням і моделюванням Z01 для майбутніх супутникових місій.

У 2017 році ви стали співзасновником Zenno Astronautics, спираючись на ідею використання надпровідних магнітних технологій у космосі. Що спочатку переконало вас у тому, що магнетизм може стати практичною основою інфраструктури космічних апаратів, і як змінилося це бачення, коли компанія перейшла від концепції до обладнання, що працює на орбіті?

У якийсь момент я зрозумів, що людство виходить за межі Землі. Це стосується як технологічної експансії, так і, зрештою, значно більшої присутності людей у космосі. Я почав міркувати, як це виглядатиме в масштабі та що нам знадобиться, щоб зробити таку експансію сталою.

Я дійшов висновку, що нам потрібно навчитися використовувати ресурси, які вже є в космосі, замість того щоб постійно покладатися на ресурси, доставлені із Землі. Один із найпоширеніших доступних нам ресурсів — сонячна енергія. Тоді постає питання: як узяти цю енергію та безпосередньо перетворити її на корисну фізичну роботу в космосі?

Відповіддю став електромагнетизм, а зрештою — надпровідний електромагнетизм. Якщо ми зможемо створити надзвичайно потужні магнітні системи, які ефективно працюватимуть у космосі, то зможемо використовувати енергію для виконання роботи, не покладаючись на багато витратних і механічних систем, від яких сьогодні залежать космічні апарати.

Це була основоположна ідея Zenno. Від 2017 року змінилося те, що тепер це вже не просто теоретична концепція. Ми створили технологію, вивели надпровідні магнітні системи на орбіту й тепер працюємо над значно ширшим спектром застосувань. Але основне бачення не змінилося: використовувати енергію та ресурси, які вже є в космосі, щоб створити інфраструктуру, необхідну для значно масштабнішої присутності людей і технологій за межами Землі.

Zenno успішно експлуатувала Z01 Supertorquer на борту космічного апарата Mira компанії Impulse Space. Чого вас навчала ця перша демонстрація на орбіті щодо роботи надпровідних магнітних систем у космічному середовищі та які результати були найважливішими для підтвердження працездатності технології?

Найважливіший результат був дуже простим: усе спрацювало. Система успішно працювала на орбіті й продемонструвала, що надпровідна магнітна технологія може надійно функціонувати в космічному середовищі.

Це було важливо, адже ми створювали цілком новий клас технологій для космічних апаратів. На Землі можна проводити моделювання й численні випробування, але зрештою потрібно довести, що обладнання здатне витримати запуск, працювати автономно та виконувати свої функції відповідно до задуму вже в космосі.

Місія дала нам таке підтвердження і, що особливо важливо, досвід, який ми змогли безпосередньо використати під час розроблення наступного покоління технології. Ми з’ясували, як зробити систему ще надійнішою та як перейти від демонстрації працездатності надпровідної магнітної технології на орбіті до створення продуктів, які можна інтегрувати в діючі космічні апарати.

Тепер Z01 інтегровано в супутник Starburst-1 компанії Portal Space Systems. Що ця місія дасть змогу продемонструвати Zenno порівняно з місією Mira та що вважатиметься успішним польотом Supertorquer?

Місія Starburst-1 означає значне розширення можливостей порівняно з тим, що ми демонстрували раніше. Магніт на борту цього апарата значно потужніший за систему, яку ми запускали раніше, тож тепер ми можемо почати випробовувати застосування, що виходять за межі початкової демонстрації технології.

Одним із найважливіших нововведень є радіаційний захист. На борту Starburst-1 встановлено датчик радіації, який дасть нам змогу почати вимірювати, наскільки ефективно потужне надпровідне магнітне поле може захистити космічний апарат від випромінювання заряджених частинок.

Для нас успішний політ означає, що потужніша система надійно працює на орбіті, водночас збираючи корисні дані про радіаційне середовище та вплив магнітного поля. Це ще один крок до розуміння того, як надпровідна магнітна технологія може виконувати різні функції на борту майбутніх космічних апаратів.

Звичайні космічні апарати зазвичай покладаються на системи з рушійним паливом, реакційні колеса або інші механічні технології для маневрування та керування орієнтацією. У чому Supertorquer має найбільші переваги з погляду строку служби космічного апарата, маси, надійності чи гнучкості місії?

Найбільші переваги — це надійність, довговічність і доступність.

У багатьох традиційних системах космічних апаратів використовуються механічні компоненти або витратні матеріали, і зрештою такі системи можуть обмежувати тривалість роботи апарата. Перевага електромагнітної технології полягає в тому, що деякі з цих функцій можна реалізувати інакше — за допомогою магнітних сил, а не покладатися виключно на традиційні механічні системи чи системи з рушійним паливом.

Зрештою, мета для операторів — створити космічний апарат, який довше зберігатиме практичну цінність, працюватиме надійніше та зменшить витрати на підтримання цих можливостей упродовж місії. Це стає дедалі важливішим, адже від космічних апаратів очікують тривалішої роботи та виконання складніших місій

Zenno також досліджує, чи можуть потужні надпровідні магнітні поля захищати космічні апарати від випромінювання заряджених частинок. Наскільки перспективним є радіаційний захист як комерційне застосування і що ще потрібно довести, перш ніж магнітний захист зможе оберігати чутливу електроніку або згодом екіпажі?

Ми все ще перебуваємо на ранньому етапі розроблення радіаційного захисту як комерційного застосування, тож хочу чітко зазначити: наразі Zenno не має на ринку продукту для радіаційного захисту.

Однак ми інвестуємо в цей напрям, оскільки бачимо значний потенціал. Радіація — одна з фундаментальних проблем у космосі: вона загрожує як чутливій електроніці, так і, зрештою, людям, які працюватимуть за межами захисту, який маємо на Землі. Якщо потужні надпровідні магнітні поля можна буде використовувати для відхилення заряджених частинок, з’явиться можливість по-новому захищати космічні апарати.

Наступний крок — довести ефективність цієї технології безпосередньо в космічному середовищі. Саме тому місія Starburst-1 така важлива: на борту космічного апарата буде датчик радіації, і ми зможемо почати збирати дані про взаємодію магнітної системи з радіаційним середовищем.

На мою думку, радіаційний захист потенційно може стати комерційним застосуванням приблизно за п’ять років, але між демонстрацією основних фізичних принципів і створенням комерційного продукту ще потрібно провести значні випробування та виконати великий обсяг інженерних робіт.

Перенесення надпровідників із лабораторних умов на орбіту створює зовсім інші інженерні виклики. Які найскладніші проблеми вам довелося розв’язати у сферах теплового режиму, надійності, енергоспоживання та збереження надпровідних властивостей у космосі?

Переносити технологію з лабораторії в космос складно, адже раптом усе має працювати злагоджено й надійно в умовах суворих обмежень.

Система має витримати запуск. Вона має працювати автономно. Вона має бути ефективною та самодостатньою. Вона має вміщатися в дуже компактному корпусі, належно інтегруватися з космічним апаратом і відповідати вимогам замовника. Крім того, усе це обладнання має бути доставлене й інтегроване вчасно.

Тут потрібно здійснити кілька інженерних переходів. Спочатку лабораторну систему потрібно перетворити на таку, що може працювати в космосі. Потім технологію, випробувану в космосі, потрібно перетворити на продукт, придатний для комерційного використання. Другий перехід може бути не менш складним, адже технологія має відповідати очікуваним замовником вимогам до надійності, інтеграції та продуктивності.

Для нас це означає постійно вдосконалювати систему, щоб надпровідна технологія була не просто тим, що ми можемо продемонструвати на орбіті, а й стала практичною частиною конструкції космічних апаратів.

Як Zenno використовує ШІ сьогодні — зокрема для електромагнітного моделювання, симуляції, оптимізації апаратного забезпечення, планування місій, випробувань або аналізу даних, зібраних такими системами, як Z01?

Одним із найцікавіших напрямів, у якому ми вже використовуємо Super Intelligence (SI), є координація супутникових роїв.

Ми розробили алгоритм на основі ШІ для керування формаціями супутників, які взаємодіють за допомогою магнітних сил. Це можна уявити як косяк риб або зграю птахів: є багато окремих учасників, але разом вони рухаються й поводяться як єдина система.

Ідея полягає в тому, що кілька космічних апаратів могли б підтримувати взаємне розташування за допомогою магнітних полів, тоді як SI координувала б роботу всієї формації. Це дає змогу створювати в космосі надзвичайно великі конструкції або системи з багатьох менших космічних апаратів, а не покладатися на один велетенський апарат.

Для нас SI та електромагнітні технології чудово доповнюють одна одну. Магнітні системи дають космічним апаратам новий спосіб фізично взаємодіяти й працювати разом, а SI забезпечує інтелект, потрібний для автономної координації дедалі складніших формацій.

У міру того, як космічні апарати стають дедалі автономнішими, як, на вашу думку, ШІ взаємодіятиме з такими технологіями, як Supertorquer? Чи зможе космічний апарат під керуванням ШІ зрештою динамічно налаштовувати свої магнітні системи з огляду на орбітальні умови, цілі місії або сусідні космічні апарати?

Безумовно. Думаю, зрештою SI ухвалюватиме більшість оперативних рішень на борту космічних апаратів.

У міру ускладнення місій і віддалення космічних апаратів від Землі стає дедалі менш практично покладати на людей ручне керування кожним рішенням із Землі. Космічним апаратам потрібно буде розуміти навколишнє середовище, визначати, що необхідно зробити, і діяти автономно.

Це природно поєднується з електромагнітними системами. Автономний космічний апарат потенційно міг би змінювати спосіб використання своїх магнітних можливостей залежно від навколишнього середовища, цілей місії та потреб у взаємодії з іншими космічними апаратами.

Концепція рою — один із прикладів такого напрямку розвитку. Замість того, щоб керувати кожним космічним апаратом окремо із Землі, SI може координувати спільну поведінку багатьох апаратів. У міру вдосконалення як SI, так і автономності космічних апаратів, на мою думку, дедалі більше таких рішень ухвалюватимуться безпосередньо на борту.

Z01 використовує магнітне поле Землі, але ширші амбіції Zenno охоплюють транспорт, радіаційний захист і електромагнітну інфраструктуру за межами навколоземної орбіти. Як змінюється технологічна дорожня карта, коли ви переходите до середовищ, де доступне магнітне поле слабше або принципово відрізняється?

Ми очікуємо, що дедалі більше комерційної діяльності переміщуватиметься на вищі навколоземні орбіти, і ці середовища особливо цікаві для нас.

Магнітне поле Землі слабшає з віддаленням від неї, але водночас наші магнітні системи стають значно потужнішими. Це дає нам змогу й надалі розробляти електромагнітні застосування, навіть коли навколишнє середовище змінюється.

Вищі орбіти також можуть створювати труднощі для деяких традиційних космічних технологій, що відкриває можливості для альтернативних підходів. Тому наша дорожня карта не обмежується використанням магнітного поля Землі для стабілізації. Ми розробляємо дедалі потужніші магнітні системи, які можуть підтримувати такі застосування, як маневрування космічних апаратів, радіаційний захист і взаємодія між космічними апаратами.

Зрештою, мета — створити технології, здатні працювати в дедалі складніших середовищах у міру розширення діяльності за межі Землі.

Zenno описує свою довгострокову мету як створення електромагнітної інфраструктури для космосу. Які застосування, крім Supertorquer, на вашу думку, можуть наступними стати комерційно життєздатними і який вигляд зрештою може мати зріла екосистема надпровідної космічної інфраструктури?

Є кілька застосувань, які мене особливо захоплюють.

Одне з них — радіаційний захист. Інше — електромагнітний запуск у космосі: ідея полягає в тому, що корисне навантаження можна розганяти за допомогою магнітних систем, а не палива. Ми вже працюємо над цією концепцією.

Я також бачу, що Supertorquer може вийти за межі стабілізації супутників. У міру розвитку технології вона може стати основою для інтелектуальних роїв космічних апаратів, у яких багато окремих апаратів працюють разом як значно більша система. Маневрування супутників — ще один напрямок, який ми плануємо й надалі розвивати.

Головна мета — не просто створювати окремі продукти. Ми хочемо започаткувати цілком новий технологічний рівень у космосі й зрештою побудувати інфраструктуру, що використовуватиме можливості, які відкриває надпровідний електромагнетизм.

Це повертає нас до початкової ідеї Zenno: використовувати енергію та ресурси, які вже є в космосі, для виконання корисної роботи й розбудови інфраструктури за межами Землі. Майбутнє — за електромагнетизмом.

Дякую за чудове інтерв’ю! Читачі, які хочуть дізнатися більше, можуть відвідати Zenno Astronautics.