Космічні розробки та запуск куль у стратосферу. Програміст і засновник стартапу Space Cossacks — про розвиток власної справи
Дмитро Хмара працює програмістом у компанії Infopulse, а у вільний час опікується власним стартапом космічних розробок Space Cossacks. Проєкт виник 10 років тому з ідеї посадити героїв коміксу у стратостат. Створивши перший прототип, який складався з квадрокоптера, повітряної кулі та моделі ракети, Дмитро та його колега, співзасновник стартапу Олександр Лозинський почали його вдосконалювати та їздити на конкурси в Україні й за кордоном. Потроху справа розросталася, нині вона має два напрями: виготовлення куль та аеростатів і тестування різного обладнання та матеріалів для космосу.
В інтерв’ю DOU Дмитро розповів, як запускав ракету з коптера, де шукає ресурси для розвитку проєкту та що вселяє йому віру в те, що космос — це майбутнє.
Куля, створена після Vernadsky Challenge 2017. Справа — Дмитро Хмара, зліва — співзасновник стартапу Олександр Лозинський
— Як виникла ідея створити стартап? Звідки з’явилося зацікавлення космічними розробками? Які були перші кроки в організації проєкту?
У мене дві освіти: програміста та фізика. Люблю комп’ютери з дитинства. Мама працювала програмісткою за радянських часів, батько займався електронікою. Я марив комп’ютерами все життя та пішов вчитися в коледж, де викладали програмування, апаратне забезпечення, комп’ютерні мережі. Після того ще вступив до КПІ вчитися на фізика. Тема космосу цікавила давно — перечитав, здається, всі відомі книжки у жанрі наукової фантастики, але довго на самому лише читанні все і завершувалося. Світи, про які читав, хотілося побачити насправді.
Десь у
Подумали, що козаки мають літати. На чому? Україна дуже густозаселена країна — немає вільних територій для будівництва власного космодрому. Як варіант можна було використати літак «Мрію», що колись розробляли для повітряного старту — пуску ракети з висоти кілька кілометрів, а не зі стартового комплексу на землі. Але оскільки хотілося чогось нового, вирішили, що буде стратостат, запускатимемо в стратосферу кульку. З цього й почали. Намалювали комікс суто для того, щоб популяризувати інженерні штуки (є три випуски: перший, другий, третій). Спершу це була тільки творчість, але коли він вийшов, подумали з Олександром: ми ж обоє айтішники, зробімо прототип.
Наш задум був такий: змайструвати дрон і до нього прикріпити повітряну кулю. На дроні планували розмістити модель ракети. Її зробили на базі аматорського твердопаливного двигуна. Кулю залишили на потім — думали десь придбати. Поїхали з цим всім 2016 року на чемпіонат світу з ракетомодельного спорту, що проходив у Жовкві на Львівщині (там є аеродром). Виявилися єдиною аматорською командою. Решта були спортсменами-ракетомоделістами. Ми привезли дрон, із якого пускали саморобну модель ракети.
Представники організатора, компанії аерокосмічних розробок «Ноосфера», Антон Сененко, відомий сьогодні популяризатор науки, і Дмитро Подворчанський, розробник застосунку для термінового виклику поліції MyPol, який служив в аеророзвідці батальйону «Дніпро-1», запропонували податися на конкурс Vernadsky Challenge. Там шукали космічні та навколокосмічні проєкти. Це був визначальний момент, бо доти все відбувалося лише на експериментах та інтуїції: а що буде, як ракету запустити з дрона? На конкурс треба було готуватися серйозніше: заповнити заявку, в якій відповісти на запитання, скільки це буде коштувати, кому це потрібно.
Необхідну кулю ми в продажу не знайшли, тому вирішили виготовити самостійно. Всю систему в зборі — платформу, яка складалась з кулі й дрона, і ракету — презентували як проєкт для запуску наносупутників. Нічого не виграли, та формально ввійшли до десятки фіналістів. Проєкти з аналогічним рішенням у світі пропонують кілька компаній: Zero 2 Infinity, JP Aerospace, ARCAspace. Проте поки жоден з них не спрацював, оскільки в космосі технологія не так гарно відпрацьована, як на запусках із землі.
Після конкурсу зробили невеликий pivot (зміну концепції проєкту). Раніше планували, що дрон має керувати підйомом, а куля навколо нього забезпечувала підйомну силу. На практиці так не вдалося — бракувало потужності моторів, щоб керувати системою. Тоді помістили кулю всередину, а гвинти для керування розташували по краях коптера.
Після того побували ще на кількох проєктах. Зокрема, на конкурсі космічних програм Space Valley у Дніпрі вийшли у фінал. Приватні інвестори обіцяли фінансування, але не склалося. Далі був бізнес-інкубатор Unit Factory, організатори якого порадили зосередитися на самій кулі з радіокеруванням, оскільки ракети — це складно, дрон із кулькою — дорого й масштабно. У запропонованому вигляді наш апарат має переваги перед дронами: довгий час польоту, адже не треба витрачати енергію акумуляторів, куля висить завдяки архімедовій силі. Ми дослухалися і з цим проєктом виграли конкурс Європейського космічного агентства ActInSpace.
Акселератор в Unit Factory дав розуміння, яким має бути стартап, як побудувати бізнес-модель, як описувати проблему, як вивчати ринок. Усе це допомогло успішно виступити на міжнародному хакатоні Action InSpace — він був відбірковим етапом конкурсу космічних новацій, який організовує Європейське космічне агентство та Французький національний центр вивчення космосу. За результатами виграли й отримали можливість поїхати в Тулузу, на завершальний етап змагань. Оскільки команд було багато з усього світу, перемогти було важко — не привезли нічого, окрім знайомств.
Зліва — за мить до запуску кулі в стратосферу, справа — ракета, яку показували на чемпіонаті в Жовкві
— Розкажіть більше про те, де можна застосовувати ваше напрацювання. Кому воно може бути корисним? І чи пробували запустити кулю?
Так, торік ми 9 місяців вели перемовини з державою, щоб легально запустити кулю в стратосферу. Писали запити в Міністерство інфраструктури і транспорту, в авіарух, в службу, яка займається безпекою польотів. Отримавши алгоритм, як діяти, намагалися запуститися, але не вийшло.
Перша причина: обмежена кількість точок для запуску (то військовий склад, то військова частина, то заборонений об’єкт). Друга — це вдасться зробити, тільки коли вітер віє у певному напрямку. Нам тільки з четвертої спроби вдалося, попередні рази запуск переносили. Всі, хто дивиться запуски Ілона Маска, часто бачать такі перенесення і розуміють, як це сумно. Дочекавшись нарешті потрібного вітру, поїхали в Черкаси у січні цього року і здійснили успішний запуск. Стратостат піднявся на висоту приблизно 35 км і відлетів убік на 250 км, знайшли ми кулю аж за Полтавою.
Для цієї місії ми укомплектували гондолу стратостата (стратосферний супутник), що складається з корпусу та електронних пристроїв. Корпус має бути легким, забезпечувати захист від вологи й низьких температур в атмосфері, а ще захищати електроніку під час приземлення. Його виготовили з екструдованого пінополістиролу. Електроніка у нас складалась з модулів: радіомаяка, розробленого нами логера для запису параметрів навколишнього середовища, двох камер, двох GPS-трекерів, оптичного й двох радіаційних датчиків від фізиків Національної академії наук України. Також на борту було кілька патчів з логотипом місії, які ми потім дарували всім причетним.
Після приземлення з’ясувалося, що половина обладнання вийшла з ладу. Коли ми почали аналізувати, виявилося, що електроніка відмовила на висоті 14 кілометрів, де температура становить мінус 44 градуси. Після того думали, як провести наступний запуск, як по-іншому готувати електроніку. Зробили невеликий тестовий проєкт для того, щоб відтворити вакуум і низькі температури в лабораторних умовах. Такі тести були цікавими не тільки нам. До нас почали звертатись знайомі, які розробляють техніку для екстремальних умов: космосу, великих висот в атмосфері, для екстремальних температур.
Пуск в стратосферу привів до нас багато зацікавлених. Наприклад, звернулися біологи, які свого часу готували місію Каденюка, — хотіли взяти зразки пилку й біоорганізмів, що долітають сюди з космосу та витають на висоті
На менші висоти стратостати, а точніше сказати метеозонди, запускають щодня по всьому світу, зокрема з території України — для визначення погодних умов, а також для збору даних про напрямок і силу вітру для літаків. Але такі пуски роблять на висоту до 20 км, і вони жорстко регламентовані, тобто там немає можливості розмістити власне обладнання. Запуски з власним обладнанням на висоту
Наразі ми розділили свою діяльність на два напрями. Перший — це виготовлення куль зі спеціальних пластикових плівок. Для цього спочатку обраховуємо розмір кулі в програмі, яку самі написали. Потім за отриманими даними малюємо викрійки в SolidWorks. Частини малих куль — діаметром до двох метрів — ріжемо на лазері. Частини великих куль вирізаємо вручну. Потім все спаюємо на спеціальному станку — «запайщику». Лазер для розкрою виготовили самі, «запайщик» придбали. Відтак кілька разів перевіряємо кулю на герметичність: надуваємо її та залишаємо на добу. Якщо куля починає здуватись, за допомогою димогенератора шукаємо, де негерметичні ділянки.
Лише після цього прикріплюємо до кулі такелаж, тобто різні кріплення для корисного навантаження і троса, яким куля кріпиться до землі. Зараз маємо два замовлення від військових для ведення відеоспостереження в зоні ООС (АТО) та для українського стартапу, який займається погодою. Другий напрям нашої діяльності — тестування обладнання в екстремальних умовах. Усе, що пов’язане з кулями, називаємо Space Cossacks, а бренд тестування — Lunar Research Service.
Сьогодні все більше отримуємо запитів на тестування чогось для космосу, бо в нас фактично умови, які можуть його відтворювати: вакуум і низькі температури. Павло Танасюк, виходець з України, який займається проєктом SpaceBit у Британії, сказав, що йому цікаво потестити напрацювання в нас. Він профінансував частину виготовлення вакуумної камери за умови, що далі будемо кооперуватися. Також звертаються знайомі, щоб перевірити, як поводяться силіконові матеріали у вакуумі при низьких температурах (або акумулятори на висотах).
Як айтішники ми думаємо, як усе автоматизувати, обладнати датчиками, під’єднати до сервера. Уже є частина, яка дає змогу віддалено тестити. За умов карантину це особливо актуально, бо людям не треба їздити. Вони можуть надіслати обладнання та дистанційно потестувати його на базі. Ми дослідили, в яких умовах летять апарати на Місяць, які умови під час старту на орбіту Землі, умови польотів від Землі до Місяця, спуску на поверхню Місяця, температури, вібрації. Написали комплекс тестів, які мають відтворювати ці умови.
— Розкажіть про робочий простір. Де проводите розробки?
Орендуємо приміщення на заводі «Платформа» у Києві — майстерню на 90 квадратів. У ній розташовується місячний ровер, центр контролю з моніторами та датчиками. Окремо є лабораторія низьких температур, де працюємо з рідким азотом, пристрої для забору зразків біоматеріалів на різних висотах, вакуумна камера, система для викачування повітря, комплекс для зв’язку на 300 кілометрів, балони з гелієм. Частину обладнання розмістили у швейному цеху співзасновника стартапу Олександра. За час існування проєкту переїздили вже кілька разів, щоразу в більше приміщення.
В оренду, купівлю матеріалів та обладнання вкладаємо власні кошти. Частину пристроїв розробили й виготовили самі. Наприклад, вакуумну камеру та обладнання для керування нею. Це обійшлося набагато дешевше, ніж якби ми купували аналогічну, навіть при тому, що вдалося зробити все правильно не з першого разу. Такі камери в Україні не виготовляють взагалі, а в Європі вони коштують десятки тисяч євро.
Зліва — наш центр керування лабораторією. Справа — прототип розробленого нами місячного ровера
— Хто, окрім засновників стартапу, зараз працює в команді? Хто рухає проєкт?
Склалося дві різні команди, які працюють для Space Cossacks і Lunar Research Service. Це волонтери, які допомагають із кулями на громадських засадах. Також маємо зв’язки з науковцями, які надають своє обладнання. Ми співпрацюємо зі схожими на нас стартапами, які допомагають то з металом, то з металообробкою, розробкою електроніки.
Я займаюся більше програмуванням мікроконтролерів і нетворкінгом. Олександр, технічний директор, має свій окремий стартап Kelep. Раніше він був айтішником, а коли почалася війна, став для військових медиків виготовляти засоби для евакуації, тепер же зосередився на мілітарі-виробах (ремені, сумки). Тетяна Тимченко, моя дружина, є конфаундеркою. Два роки вона жила в США і викладала там фізику, тож має добру технічну базу і гарно володіє англійською мовою. Вона готує всі маркетингові дослідження та презентації. Ще є програміст Олександр Яремчук, який займається програмуванням різних апаратів і зв’язком, допомагає все оптимізувати. З контентом працює маркетолог Богдан Лисенко. Зі стратостатами допомагає експерт Микола Миронов.
Наша команда: (зліва направо) Олександр Лозинський, Микола Миронов, Богдан Лисенко, Дмитро Хмара, Олександр Яремчук
Усе це робимо у вільний від роботи час, переважно у вихідні. Це більше хобі, ніж бізнес (особливо прототипи для військових, які робимо безплатно). Час від часу приходять інвестори, з України й не тільки. Але поки ні з ким не скооперувалися — взагалі не цікаво, коли за суттєву частку проєкту пропонують кілька програмістських зарплат. Щоб фінансувати такий проєкт на фултаймі — із десятком інженерів, обладнанням — потрібні сотні тисяч євро. А їх поки ніхто не пропонував.
— Тобто, крім ситуативних підтримок, стартап фінансується тільки з ваших заощаджень? Чи розглядаєте для себе співпрацю з державою?
Так, поки ми вкладали тільки свої гроші. Станом на середину 2018 року витратили 30 тис. євро, а після того перестали рахувати. Такі високотехнологічні проєкти важко розвивати — треба роки роботи, серйозні інвестиції. Наприклад, для софтверних стартапів досить 50 тисяч євро, щоб прогресувати. Для космічних, де обладнання для стратосфери швидко виходить із ладу, — сотні тисяч євро плюс компетенція інвесторів, а в нас в Україні таких небагато. Тому зараз ми більше зосереджені на отриманні фінансування з-за кордону. Торік були у Люксембурзі, а ще дивилися, як усе влаштовано в Цюриху — чеки для стартапів там починаються від 250 тисяч євро.
Нещодавно відбувався набір до акселераторної програми Державного космічного агентства. Нас запрошували туди подаватися, але ми поки відмовилися. Багато роботи, з якою хочеться швидше рухатися. Але головне, що потрохи з’являється зацікавлення з боку держави та серйозних інвесторів, можливо, щось зміниться. Нова команда на чолі з Володимиром Усовим має великі плани і прогрес. Схоже, вони намагаються зробити таку інфраструктуру в Україні, яка допоможе розвиватися космічним стартапам. «Ноосфера», яка нас запрошувала торік на конкурс, теж інвестує в космічну галузь, але вибирає зріліші проєкти. Наприклад, вклали гроші в посадковий модуль, який ізраїльтяни запускали на Місяць, або в італійську компанію
Утім за кордоном все працює за іншою схемою: там є великі держзамовлення, і країни не просто декларують підтримку на словах, як у нас, а активно підтягують свої компанії. У нас же всі чекають, що держава дасть грошей і ми зробимо супутник. Держава давала гроші на супутники, але вони не полетіли. Виявляється, це не так працює — всюди є конкурси, треба захистити свій проєкт. Має бути конкуренція, щоб перемагали найкращі.
Ми спілкувалися з вихідцем з України, який має компанію в Німеччині. У співпраці з Європейським космічним агентством вони виробляють мікросхеми, які працюють в космосі: заряджають акумулятори від сонячних батарей в екстремальних умовах. Грант від ЄКА на виготовлення 5 мікросхем (це дуже невелика розробка) — 700 тисяч євро. У нас таке поки видається нереальним.
Важливо, щоб було багато гравців на ринку. Наприклад, у поляків є приблизно 500 компаній, що займаються космічними розробками — удесятеро більше, ніж у нас, хоча в них немає такої космічної історії. Держава створила середовище, в якому навіть маленькі компанії-стартапи можуть отримати підтримку: не тільки грішми, а й менторством, їм допомагають зростати в цьому напрямі. У нас таких практично немає, немає середовища, яке зрощує компанії.
Наразі маємо один натяк на кооперацію з люксембурзьким стартапом iSpace. Вони звернулися із запитом розробити дзеркала за технологією, яку ми застосовуємо для виготовлення своїх куль. Дзеркала потрібні для того, щоб підігрівати апарати на Місяці та на Марсі (атомні елементи, які зараз забезпечують це, є доволі небезпечними). Хочуть обігрівати своє обладнання енергією сонця — розробка концентруватиме промені. Можна робити й більші дзеркала, які фокусуватимуть більше променів, і ця енергія дозволить плавити місячний реголіт — ґрунт, із якого потім можна робити цеглинки, щоб зводити житлові приміщення на Марсі чи Місяці. Попередньо є домовленість зробити прототип. Наразі за свої розробки ще грошей не брали.
— Що вам дає віру, що ця справа немарна?
У далекій перспективі можемо стати космічною державою, хоч зараз і втрачаємо позиції, бо всі навколо рухаються швидше. У нас є хороше космічне минуле, тож не хочеться позбутись напрацювань, треба розвивати цей напрям далі. Буде ще гірше, якщо американці, європейці припинять купувати наші двигуни, як уже перестали купувати інше обладнання. Треба рухатися, щоб бути конкурентними.
Загалом населення на Землі все більшає, люди живуть усе краще, забезпечувати всіх ресурсами дедалі важче. Крім космосу, далі нікуди розвиватися — це наступний крок для збільшення популяції людства. А ще, як казав Маск, це план Б, якщо станеться непередбачувана загроза для цієї планети.
— З вашого погляду, що відбувається у космічних розробках в Україні зараз? Як змінилася ситуація за останні роки?
Тебе все менш вважають дивним, коли кажеш, що хочеш займатися космосом. Бачимо, що наші друзі з космічних проєктів стали швидше рухатися — якщо раніше робили ракету чи двигун упродовж 5 років, то тепер, коли багато хто долучається на волонтерських засадах, все відбувається значно швидше. Ще років 5 тому все було по-іншому. Космічних проєктів стає все більше, і держава намагається це підтримувати. Наприклад, на останній акселератор космічного агентства надійшло 45 заявок. На останній Vernadsky Challenge — 160.
Є хакатони Європейського космічного агентства, НАСА, які відбуваються в Україні. І не тільки в Дніпрі та Києві — долучається Кропивницький, Вінниця, Одеса, Харків. У кожному з цих міст десятки команд, а в столиці та Дніпрі — понад сто. Можливо, це глобальний тренд і вплив Маска, чиї трансляції із запуску ракет дивляться, як футбольні матчі. Та в будь-якому разі інтерес сильно зріс, тож відповідно і вищі шанси показати себе та отримати підтримку. Щоправда, інвесторів усе ще не так багато, як у сфері IT.
Україні сильно допоможе інтеграція у європейську спільноту та вступ до Європейського космічного агентства. Володимир Усов, голова Державного космічного агентства України та Олег Уруський, відповідальний за космічний напрям віцепрем’єр-міністр України — міністр з питань стратегічних галузей промисловості України задекларували, що це є пріоритетним напрямом розвитку для держави. Наразі Європа надає гранти, але більшість із них — у рамках співпраці з європейськими проєктами або тільки для членів агентства. Зміни є, нам би дожити до того, щоб скористатися ними.
— Як плануєте розвивати свій стартап далі? Яка візія, чого хочете досягнути?
Оскільки інвестора не вдасться знайти швидко, треба рухатися та розвиватися поступово. Наразі є замовники на кілька пусків стратостата — це фізичні та біологічні експерименти, які цікаві передусім науковцям, що вивчають процеси в атмосфері. Фізиків цікавить кореляція між радіоактивністю та погодними умовами на різних висотах, що допомагає краще зрозуміти процеси в атмосфері. Біологів — наявність різних біологічних зразків у стратосфері. Так можна точніше відстежити поширення спор і бактерій на далекі відстані. Ось ми записали відео про наступну місію.
Є замовлення на виготовлення прив’язних аеростатів унікальної конструкції, які будуть висіти на висоті кілька кілометрів і передавати дані. Ця інформація потрібна компаніям, які мають проєкти з точного визначення погоди, займаються оцінюванням забруднення повітря. Відео з аеростатів можна використовувати для виявлення пожеж, а також моніторингу безпеки на великих об’єктах, таких як заводи, чи територіях полів, полігонів.
Також до нас звертаються колеги з космічної тусовки щодо тестування обладнання. Для українських космічних стартапів робимо це безкоштовно.
Хочемо за літо закінчити комплекс для випробування в екстремальних умовах. Вакуумна камера й кріогенний стенд уже готові, на черзі спеціальний ізольований стенд, де можна ловити слабкі радіосигнали та вимірювати власні вібрації пристроїв.
Макет звукоізольованого й електромагнітно ізольованого стенду
Вже є сайт, де ми розмістили пропозиції щодо тестування обладнання. Крім того, робимо базу даних обладнання, яке вже було протестоване в екстремальних умовах, пропонуватимемо доступ до неї як сервіс.
Звісно, завдання № 1 — щоб стартап перейшов із рівня хобі на головну справу. Але це неможливо зробити за короткий проміжок часу. Проблематично побудувати сталу бізнес-модель. Навіть запуски ракет компаній-гігантів є збитковими. Єдиний шлях до цього в наших умовах — гранти та держзамовлення. Інакше нереально покинути роботу та розвивати тільки цей напрям. Тому потроху пробуємо різні варіанти, тестуємо гіпотези, де можна заробити. Помітили, що наша лабораторія LRS для тестування обладнання може бути цікава замовникам, але щоб вийти на той рівень, аби піти з основної роботи, потрібні роки праці. І ми готові працювати.
