Max Arshavasky, Đồng sáng lập kiêm CEO của Zenno Astronautics – Loạt bài phỏng vấn

Max Arshavsky, đồng sáng lập kiêm CEO của Zenno Astronautics, là một doanh nhân và kỹ sư tập trung phát triển các công nghệ siêu dẫn để ứng dụng trong không gian. Ông thành lập Zenno vào năm 2017 khi đang theo học ngành kỹ thuật tại University of Auckland. Sau đó, công ty tạo được đà phát triển ban đầu nhờ chiến thắng trong cuộc thi Velocity $100K Challenge của trường. Dưới sự lãnh đạo của ông, Zenno đã chuyển từ một ý tưởng nghiên cứu ở giai đoạn đầu sang thử nghiệm công nghệ siêu dẫn trên quỹ đạo, đồng thời xây dựng quan hệ với các tổ chức lớn trong lĩnh vực hàng không vũ trụ và công nghệ, trong đó có Mitsubishi Electric. Tầm nhìn rộng hơn của Arshavsky tập trung vào việc xây dựng cơ sở hạ tầng có khả năng mở rộng, giúp tàu vũ trụ và các ngành công nghiệp tương lai hoạt động trong không gian ít phụ thuộc hơn vào nhiên liệu và các nguồn lực khác được cung cấp từ Trái Đất.

Zenno Astronautics là công ty công nghệ vũ trụ có trụ sở tại New Zealand, đang phát triển một nền tảng điện từ dựa trên các hệ thống từ tính siêu dẫn. Công nghệ của công ty được thiết kế cho nhiều ứng dụng, bao gồm định vị và điều khiển tư thế tàu vũ trụ không cần nhiên liệu, gia tốc điện từ, và về sau là che chắn bức xạ cùng các cơ sở hạ tầng khác cần thiết để duy trì hoạt động trong không gian. Sản phẩm chủ lực Z01 Supertorquer sử dụng từ trường có thể điều khiển để tương tác với từ trường Trái Đất, điều chỉnh hướng của vệ tinh mà không tiêu thụ nhiên liệu đẩy; Zenno cũng đã vận hành thành công công nghệ siêu dẫn trên quỹ đạo. Hiện công ty đang hướng tới thương mại hóa và tích hợp rộng rãi hơn công nghệ của mình, trong đó có hợp tác với Mitsubishi Electric để đánh giá và mô phỏng Z01 cho các sứ mệnh vệ tinh trong tương lai.

Anh đồng sáng lập Zenno Astronautics vào năm 2017 với ý tưởng ứng dụng công nghệ từ tính siêu dẫn trong không gian. Điều gì ban đầu khiến anh tin rằng từ tính có thể trở thành nền tảng thiết thực cho cơ sở hạ tầng tàu vũ trụ, và tầm nhìn đó đã phát triển ra sao khi công ty chuyển từ ý tưởng sang phần cứng hoạt động trên quỹ đạo?

Đến một thời điểm, tôi nhận thấy rõ rằng nhân loại đang mở rộng hoạt động ra ngoài Trái Đất. Điều đó bao gồm cả sự mở rộng về công nghệ và, về sau, sự hiện diện đông đảo hơn nhiều của con người trong không gian. Tôi bắt đầu nghĩ đến việc mở rộng ở quy mô lớn sẽ như thế nào và cần những gì để duy trì hoạt động đó.

Tôi đi đến kết luận rằng chúng ta phải học cách sử dụng các nguồn lực sẵn có trong không gian, thay vì liên tục phụ thuộc vào những nguồn lực được đưa từ Trái Đất lên. Một trong những nguồn lực dồi dào nhất là năng lượng mặt trời. Khi đó, câu hỏi đặt ra là: làm thế nào để chuyển hóa trực tiếp nguồn năng lượng ấy thành công hữu ích trong không gian?

Câu trả lời là điện từ học, và cuối cùng là điện từ học siêu dẫn. Nếu có thể tạo ra các hệ thống từ tính cực mạnh, vận hành hiệu quả trong không gian, chúng ta có thể bắt đầu dùng năng lượng để thực hiện công mà không cần dựa vào nhiều hệ thống cơ khí và hệ thống tiêu hao vật tư mà tàu vũ trụ hiện nay phụ thuộc vào.

Đó là ý tưởng nền tảng đằng sau Zenno. Kể từ năm 2017, điều đã thay đổi là ý tưởng này không còn chỉ nằm trên lý thuyết. Chúng tôi đã chế tạo công nghệ, đưa các hệ thống từ tính siêu dẫn lên quỹ đạo và hiện đang hướng tới những ứng dụng rộng hơn nhiều. Nhưng tầm nhìn cốt lõi vẫn không thay đổi: sử dụng năng lượng và nguồn lực sẵn có trong không gian để xây dựng cơ sở hạ tầng cần thiết cho sự hiện diện ngày càng lớn của con người và công nghệ bên ngoài Trái Đất.

Zenno đã vận hành thành công Z01 Supertorquer trên tàu vũ trụ Mira của Impulse Space. Cuộc trình diễn đầu tiên trên quỹ đạo đó đã giúp anh hiểu được điều gì về việc vận hành các hệ thống từ tính siêu dẫn trong môi trường không gian, và những kết quả nào quan trọng nhất trong việc xác thực công nghệ này?

Kết quả quan trọng nhất rất đơn giản: hệ thống đã hoạt động. Hệ thống vận hành thành công trên quỹ đạo, chứng minh rằng công nghệ từ tính siêu dẫn có thể hoạt động đáng tin cậy trong môi trường không gian.

Điều đó rất quan trọng vì chúng tôi đang tạo dựng một loại công nghệ hoàn toàn mới dành cho tàu vũ trụ. Có thể mô phỏng và thử nghiệm kỹ lưỡng trên Trái Đất, nhưng cuối cùng vẫn phải chứng minh phần cứng có thể chịu được quá trình phóng, tự vận hành và hoạt động đúng như thiết kế khi ở trong không gian.

Sứ mệnh này đã giúp chúng tôi xác thực công nghệ và, quan trọng hơn, tích lũy kinh nghiệm để trực tiếp áp dụng vào thế hệ công nghệ tiếp theo. Chúng tôi đã học được cách nâng cao hơn nữa độ tin cậy của hệ thống, cũng như cách chuyển từ việc chứng minh công nghệ từ tính siêu dẫn hoạt động trên quỹ đạo sang chế tạo các sản phẩm có thể tích hợp vào tàu vũ trụ đang hoạt động.

Z01 hiện được tích hợp trên vệ tinh Starburst-1 của Portal Space Systems. Sứ mệnh này sẽ giúp Zenno chứng minh điều gì mà sứ mệnh Mira chưa thể thực hiện, và thế nào là một chuyến bay thành công đối với Supertorquer?

Sứ mệnh Starburst-1 đánh dấu bước tiến đáng kể về năng lực so với những gì chúng tôi đã chứng minh trước đây. Nam châm trên sứ mệnh này mạnh hơn đáng kể so với hệ thống từng được đưa lên quỹ đạo, nhờ đó chúng tôi có thể bắt đầu thử nghiệm các ứng dụng vượt ra ngoài phạm vi trình diễn công nghệ ban đầu.

Một trong những cải tiến quan trọng nhất là khả năng che chắn bức xạ. Starburst-1 mang theo một cảm biến bức xạ, giúp chúng tôi bắt đầu đo lường mức độ hiệu quả của từ trường siêu dẫn mạnh trong việc bảo vệ tàu vũ trụ khỏi bức xạ hạt tích điện.

Đối với chúng tôi, một chuyến bay thành công có nghĩa là chứng minh hệ thống mạnh hơn hoạt động đáng tin cậy trên quỹ đạo, đồng thời thu thập dữ liệu hữu ích về môi trường bức xạ và tác động của từ trường. Đây là thêm một bước giúp chúng tôi hiểu cách công nghệ từ trường siêu dẫn có thể đảm nhiệm nhiều chức năng trên các tàu vũ trụ tương lai.

Tàu vũ trụ thông thường thường dựa vào hệ thống dùng chất đẩy, bánh đà phản ứng hoặc các công nghệ cơ khí khác để cơ động và kiểm soát tư thế. Supertorquer có ưu thế lớn nhất ở những khía cạnh nào về tuổi thọ, khối lượng, độ tin cậy hoặc tính linh hoạt của nhiệm vụ?

Ưu điểm lớn nhất là độ tin cậy, tuổi thọ và khả năng chi trả.

Nhiều hệ thống tàu vũ trụ thông thường phụ thuộc vào các bộ phận cơ khí hoặc vật tư tiêu hao, và những hệ thống đó rốt cuộc có thể giới hạn thời gian hoạt động của tàu. Ưu điểm của công nghệ điện từ là chúng tôi có thể tiếp cận một số chức năng này theo cách khác, sử dụng lực từ thay vì hoàn toàn dựa vào các hệ thống cơ khí hoặc dùng chất đẩy thông thường.

Mục tiêu cuối cùng đối với các đơn vị vận hành là có một con tàu vũ trụ duy trì được tính hữu dụng lâu hơn, hoạt động đáng tin cậy hơn và giảm chi phí duy trì những khả năng này trong suốt nhiệm vụ. Điều đó ngày càng quan trọng khi tàu vũ trụ được kỳ vọng hoạt động trong thời gian dài hơn và thực hiện các nhiệm vụ phức tạp hơn.

Zenno cũng đang nghiên cứu khả năng dùng từ trường siêu dẫn mạnh để giúp che chắn tàu vũ trụ khỏi bức xạ hạt tích điện. Khả năng che chắn bức xạ có triển vọng thương mại đến đâu, và cần chứng minh thêm những gì trước khi tấm chắn từ trường có thể bảo vệ các thiết bị điện tử nhạy cảm hoặc, trong tương lai, các phi hành đoàn?

Chúng tôi vẫn đang ở giai đoạn đầu phát triển khả năng che chắn bức xạ thành một ứng dụng thương mại, vì vậy tôi muốn nói rõ rằng hiện Zenno chưa có sản phẩm che chắn bức xạ nào trên thị trường.

Tuy nhiên, chúng tôi đang đầu tư vào lĩnh vực này vì nhận thấy tiềm năng đáng kể. Bức xạ là một thách thức cơ bản trong không gian, vừa đối với các thiết bị điện tử nhạy cảm, vừa đối với con người trong tương lai khi hoạt động bên ngoài vùng bảo vệ mà chúng ta có trên Trái Đất. Nếu có thể sử dụng từ trường siêu dẫn mạnh để làm lệch hướng các hạt tích điện, thì sẽ có cơ hội tạo ra một phương thức khác nhằm bảo vệ tàu vũ trụ.

Bước tiếp theo là chứng minh khả năng đó trong môi trường không gian thực tế. Đó là một trong những lý do khiến sứ mệnh Starburst-1 có ý nghĩa quan trọng: chúng tôi sẽ lắp một cảm biến bức xạ trên tàu vũ trụ và có thể bắt đầu thu thập dữ liệu về cách hệ thống từ trường tương tác với môi trường bức xạ.

Theo ước tính của tôi, trong khoảng 5 năm tới, khả năng che chắn bức xạ có thể trở thành một ứng dụng thương mại, nhưng vẫn cần tiến hành nhiều thử nghiệm và công việc kỹ thuật đáng kể để chuyển từ việc chứng minh các nguyên lý vật lý nền tảng sang cung cấp một sản phẩm thương mại.

Đưa chất siêu dẫn từ môi trường phòng thí nghiệm lên quỹ đạo đặt ra những thách thức kỹ thuật rất khác biệt. Những vấn đề khó giải quyết nhất về quản lý nhiệt, độ tin cậy, mức tiêu thụ điện năng và duy trì hiệu suất siêu dẫn trong không gian là gì?

Đưa một công nghệ từ phòng thí nghiệm vào không gian là việc khó khăn vì đột nhiên mọi thứ đều phải phối hợp với nhau một cách đáng tin cậy trong một môi trường có nhiều hạn chế.

Hệ thống phải chịu được quá trình phóng. Hệ thống phải hoạt động tự chủ. Hệ thống phải tiết kiệm và có khả năng tự duy trì. Hệ thống phải vừa với một kích thước tổng thể rất nhỏ, tích hợp phù hợp với tàu vũ trụ và đáp ứng các yêu cầu của khách hàng. Và toàn bộ phần cứng đó phải được bàn giao, tích hợp đúng tiến độ.

Thực tế, quá trình này bao gồm nhiều bước chuyển đổi về kỹ thuật. Trước tiên, phải chuyển từ một hệ thống trong phòng thí nghiệm sang một hệ thống có thể hoạt động trong không gian. Tiếp đó, phải chuyển từ một cuộc trình diễn công nghệ trong không gian sang một sản phẩm thực sự có thể sử dụng trên thị trường. Bước chuyển đổi thứ hai cũng có thể khó khăn không kém, vì công nghệ phải đáp ứng các tiêu chuẩn về độ tin cậy, khả năng tích hợp và hiệu suất mà khách hàng mong đợi.

Đối với chúng tôi, điều đó đồng nghĩa với việc liên tục cải tiến hệ thống để công nghệ siêu dẫn không chỉ là thứ chúng tôi có thể trình diễn trên quỹ đạo, mà còn có thể trở thành một phần thiết thực trong kiến trúc tàu vũ trụ.

Hiện nay, Zenno sử dụng AI như thế nào trong các lĩnh vực như mô hình hóa điện từ, mô phỏng, tối ưu hóa phần cứng, lập kế hoạch nhiệm vụ, thử nghiệm hoặc phân tích dữ liệu do các hệ thống như Z01 tạo ra?

Một trong những lĩnh vực thú vị nhất mà chúng tôi đã ứng dụng Super Intelligence (SI) là điều phối các nhóm vệ tinh.

Chúng tôi đã phát triển một thuật toán ứng dụng AI để điều phối các đội hình vệ tinh phối hợp với nhau thông qua tương tác từ trường. Có thể hình dung điều này giống như một đàn cá hoặc một đàn chim: mỗi cá thể hoạt động riêng lẻ, nhưng tất cả cùng di chuyển và hành xử như một hệ thống thống nhất.

Ý tưởng là nhiều tàu vũ trụ có thể duy trì vị trí tương quan với nhau bằng từ trường, trong khi SI điều phối hoạt động của toàn bộ đội hình. Điều đó mở ra khả năng xây dựng những cấu trúc hoặc hệ thống cực lớn trong không gian từ nhiều tàu vũ trụ nhỏ, thay vì phụ thuộc vào một phương tiện khổng lồ duy nhất.

Đối với chúng tôi, SI và công nghệ điện từ bổ trợ cho nhau rất tốt. Các hệ thống từ tính mang đến một phương thức mới để tàu vũ trụ tương tác và phối hợp hoạt động trên thực tế, còn SI cung cấp trí tuệ cần thiết để tự động điều phối những đội hình ngày càng phức tạp.

Khi tàu vũ trụ ngày càng có khả năng tự chủ, ông hình dung AI sẽ phối hợp với các công nghệ như Supertorquer ra sao? Liệu một tàu vũ trụ do AI điều khiển cuối cùng có thể điều chỉnh linh hoạt các hệ thống từ tính dựa trên điều kiện quỹ đạo, mục tiêu nhiệm vụ hoặc các tàu vũ trụ ở gần hay không?

Chắc chắn rồi. Tôi nghĩ rằng cuối cùng SI sẽ đưa ra phần lớn các quyết định vận hành trên tàu vũ trụ.

Khi các nhiệm vụ trở nên phức tạp hơn và tàu vũ trụ hoạt động xa Trái Đất hơn, việc con người điều khiển thủ công từng quyết định từ mặt đất ngày càng trở nên thiếu thực tế. Tàu vũ trụ sẽ cần hiểu môi trường xung quanh, xác định việc cần làm và tự chủ hành động.

Điều đó rất phù hợp với các hệ thống điện từ. Một tàu vũ trụ tự hành có thể điều chỉnh cách sử dụng các khả năng từ tính tùy theo môi trường xung quanh, mục tiêu nhiệm vụ và cách nó cần tương tác với những tàu vũ trụ khác.

Khái niệm bầy đàn là một ví dụ cho hướng phát triển đó. Thay vì điều khiển từng tàu vũ trụ riêng lẻ từ Trái Đất, SI có thể điều phối cách nhiều tàu vũ trụ phối hợp hoạt động. Khi cả SI lẫn khả năng tự chủ của tàu vũ trụ được cải thiện, tôi nghĩ chúng ta sẽ thấy ngày càng nhiều quyết định như vậy được đưa ra ngay trên tàu.

Z01 tận dụng từ trường Trái Đất, nhưng những tham vọng rộng lớn hơn của Zenno còn bao gồm giao thông vận tải, che chắn bức xạ và cơ sở hạ tầng điện từ bên ngoài quỹ đạo Trái Đất. Lộ trình công nghệ của công ty thay đổi ra sao khi tiến vào những môi trường có từ trường sẵn có yếu hơn hoặc khác biệt căn bản?

Chúng tôi dự đoán hoạt động thương mại sẽ ngày càng mở rộng lên các quỹ đạo cao hơn quanh Trái Đất, và những môi trường đó đặc biệt thu hút chúng tôi.

Từ trường Trái Đất yếu dần khi càng đi xa, nhưng đồng thời, các hệ thống từ tính của chúng tôi cũng đang trở nên mạnh hơn đáng kể. Nhờ đó, chúng tôi có thể tiếp tục phát triển các ứng dụng điện từ ngay cả khi môi trường xung quanh thay đổi.

Các quỹ đạo cao hơn cũng có thể đặt ra thách thức cho một số công nghệ tàu vũ trụ thông thường, từ đó tạo cơ hội cho những phương pháp thay thế. Vì vậy, lộ trình của chúng tôi không chỉ giới hạn ở việc sử dụng từ trường Trái Đất để ổn định tàu. Chúng tôi đang phát triển các hệ thống từ tính ngày càng mạnh, có thể hỗ trợ những ứng dụng như khả năng di chuyển của tàu vũ trụ, che chắn bức xạ và tương tác giữa các tàu vũ trụ.

Mục tiêu cuối cùng là xây dựng công nghệ có thể hoạt động trong những môi trường ngày càng khắc nghiệt khi các hoạt động mở rộng ra xa Trái Đất hơn.

Zenno mô tả mục tiêu dài hạn của mình là xây dựng cơ sở hạ tầng điện từ cho không gian. Ngoài Supertorquer, theo ông, những ứng dụng nào có thể sớm đạt khả năng thương mại và hệ sinh thái cơ sở hạ tầng không gian siêu dẫn hoàn thiện sẽ có diện mạo ra sao?

Có một số ứng dụng khiến tôi đặc biệt hào hứng.

Che chắn bức xạ là một trong số đó. Một ứng dụng khác là phóng bằng điện từ trong không gian — ý tưởng sử dụng các hệ thống từ tính để tăng tốc hàng hóa thay vì dùng nhiên liệu. Chúng tôi đã bắt tay nghiên cứu ý tưởng này.

Tôi cũng cho rằng Supertorquer sẽ phát triển vượt ra ngoài chức năng ổn định vệ tinh. Khi công nghệ hoàn thiện hơn, nó có thể trở thành công nghệ nền tảng cho các bầy tàu vũ trụ thông minh, trong đó nhiều tàu riêng lẻ phối hợp hoạt động như một hệ thống lớn hơn nhiều. Khả năng di chuyển của vệ tinh cũng là một lĩnh vực khác mà chúng tôi dự kiến sẽ tiếp tục phát triển.

Mục tiêu rộng lớn hơn không chỉ đơn thuần là tạo ra từng sản phẩm riêng lẻ. Chúng tôi muốn mở ra một tầng công nghệ hoàn toàn mới trong không gian và cuối cùng xây dựng cơ sở hạ tầng tận dụng những khả năng mà điện từ học siêu dẫn tạo ra.

Điều đó đưa chúng ta trở lại ý tưởng ban đầu của Zenno: sử dụng năng lượng và tài nguyên sẵn có trong không gian để thực hiện những công việc hữu ích và xây dựng cơ sở hạ tầng bên ngoài Trái Đất. Tương lai thuộc về điện từ.

Cảm ơn ông đã dành thời gian tham gia cuộc phỏng vấn tuyệt vời này. Độc giả muốn tìm hiểu thêm có thể truy cập Zenno Astronautics.