Ракетный двигатель, созданный с помощью ИИ и напечатанный на 3D-принтере: это фантазия или уже реальность?

– Как вы думаете, может ли нейросеть в принципе разработать полноценный двигатель?

– Да, может. Однако в контексте сообщения от компании LEAP71 стоит отметить, что нейросеть на данный момент создала лишь геометрическую модель, то есть предварительный проект двигателя. Это всего лишь первый этап на пути к созданию настоящего двигателя. Далее потребуется изготовить опытный образец, провести испытания, получить обратную связь о его работе и, при необходимости, внести коррективы в конструкцию. Этот процесс повторяется до тех пор, пока двигатель не достигнет заданных характеристик.

– Как нейросеть может создать такую сложную машину, как ракетный двигатель?

– Она учится на примерах и постепенно осваивает процесс. Нельзя утверждать, что она изобрела конструкцию с нуля, которая является абсолютно верной. Нейросеть работает иначе: она анализирует доступные примеры и закономерности, и на основе этих знаний разрабатывает проект двигателя.

Какова эффективность работы нейросети? Единственный способ это выяснить – провести испытания. Поскольку огневые испытания требуют значительных затрат, целесообразно сначала провести виртуальные тесты на компьютере для проверки адекватности нейросети. Кроме того, можно сразу интегрировать виртуальные испытания в модель нейросети, чтобы она не только проектировала, но и тестировала созданную конструкцию.

– Но дубайский двигатель проработал всего 15 секунд. Разве этого достаточно?

– Да, он работал только 15 секунд, но этого вполне достаточно для первого испытания. За это время двигатель выходит на рабочий режим, и дальше продолжать испытание иногда нет смысла, поскольку уже очевидно, что он будет функционировать. Затем создается полноценный опытный двигатель, который проходит более длительные испытания.

– Как вы думаете, можно ли уже говорить о сроках создания настоящего рабочего двигателя, сконструированного искусственным интеллектом? Или это пока слишком рано?

– Если рассматривать серийное производство, то здесь существуют определенные технические трудности. Нейросеть может предложить разные варианты конструкций двигателей, но нам нужно найти способ их производства. С точки зрения газодинамики эти варианты могут быть правильными, но с точки зрения заводского технолога – нет. У дубайского двигателя очень сложная геометрия, а современные заводы крупных космических центров не способны производить такие сложные формы. На данный момент это исключительно индивидуальное производство.

– Разве нейросеть не может создать что-то стандартное, что можно производить сегодня?

– А зачем тогда нужна нейросеть? Если взглянуть на современную техническую литературу по двигателям, то в ней камеры сгорания имеют исключительно цилиндрическую форму. И редко какой инженер задаётся вопросом: а нужно ли менять эту форму? Вроде бы, она работает, зачем что-то изменять? У нейросети нет таких ограничений, как у опытных инженеров, и она может предложить интересные и экзотические формы, конструкции и решения. Даже если что-то не сработает на испытаниях, это расширяет кругозор инженера, который начинает допускать изменения привычных форм.

– Почему они напечатали модель двигателя на 3D-принтере?

– 3D-принтер – это самый быстрый и простой способ создать сложную, нестандартную конструкцию. Нейросети способны разрабатывать конструкции любой формы и подходят к решению задач творчески. Если внимательно рассмотреть фотографию дубайского двигателя, можно заметить, насколько он необычен и отличается от классических форм.

– Известно, что ракетные двигатели работают в экстремальных условиях высоких температур. Могут ли порошки, используемые в 3D-принтерах, сравниться по характеристикам с огнеупорными сплавами?

Да, существуют порошки из титана. Кроме того, есть порошки и из других металлов и сплавов, которые способны выдерживать высокие температуры.

– То есть, в принципе, можно создать и рабочий ракетный двигатель с помощью 3D-принтера?

– Да, конечно. Однако есть еще один нюанс. Можно разработать конструкцию двигателя так, чтобы топливо проходило через микроканалы в стенках, что уменьшает требования к жаростойкости металла, поскольку охлаждает его. Например, в испытаниях дубайского двигателя температура пламени превышала 1000 градусов, а температура конструкции оставалась лишь 250°С на поверхности. Это свидетельствует о том, что топливо эффективно охлаждает двигатель, и разработчики смогли обойтись без титана.

В этом также заключается одно из преимуществ 3D-печати: мы можем создавать сложные, тонкие и труднодоступные каналы для охлаждения. А попробуйте реализовать такие тонкие капилляры и трубки, как задала нейросеть, традиционными методами на заводе? Это будет технологически очень сложно, в то время как 3D-печать справляется с этой задачей.

– Итак, современные технологии уже начинают внедряться в разработку и производство ракетных двигателей. Какие еще задачи можно решить с помощью IT-технологий в космосе?

– Например, до сих пор не существует единой системы отслеживания всех космических аппаратов и объектов, включая космический мусор, которая могла бы предупреждать о возможных столкновениях.

В авиации такая система уже реализована: существуют крупные диспетчерские центры, отслеживающие полеты по всему миру. Сегодня любой человек может открыть карту Flightradar и увидеть, где находится тот или иной самолет.

В космонавтике такая система пока отсутствует. Есть отдельные лидеры – Франция, Германия, Россия, США – которые отслеживают множество объектов, но делают это с помощью собственных радаров, фактически видя лишь свой участок неба.

Ситуация выглядит так: предположим, Россия заметила скопление космического мусора над своей территорией. Далее, когда этот мусор совершает несколько оборотов вокруг Земли, точность его отслеживания снижается, и его местоположение теряется, его можно перепутать с другим скоплением мусора.

На данный момент страны лишь частично обмениваются такими данными, единой системы нет, и IT-сектор мог бы решить эту проблему.

– Могут ли IT-технологии способствовать развитию отрасли? Можете привести примеры необходимых технологий?

– Есть технологии, которые на первый взгляд не связаны с космосом, но крайне важны для развития отрасли. Например, технологии электронного документооборота с применением искусственного интеллекта.

К сожалению, иногда для выполнения рутинных задач, таких как отправка сотрудника в командировку, требуется обходить кабинеты и стоять в очередях для подписания документов. Переход на электронный документооборот не решает проблему: он просто заменяет ручку и бумагу, но все равно ответственный специалист должен подписать документ – с помощью мыши или клавиатуры. В этом случае физические очереди заменяются виртуальными.

На мой взгляд, искусственный интеллект мог бы взять на себя роль секретаря, который выполнял бы подписание рутинных документов. Если это рутинная операция, и таких операций много за день, нейросеть можно обучить проверять, всё ли в порядке, все ли подписи и комментарии положительные, и если все соответствует, автоматически ставить разрешения.

Да, это новый подход, и часть ответственности нужно будет передать нейросети. Но кто будет нести ответственность в случае ошибки? Это новый философский вопрос. Тем не менее, именно такие, на первый взгляд, незначительные вещи могут помочь продвигать проекты и поощрять инициативу.

К сожалению, в нашей сфере некоторые инженеры не хотят проявлять инициативу именно из-за бумажной рутины, потому что порой до 90% их времени уходит на бюрократию, а не на научные исследования.

Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России.