3D打印火箭制造商嘗試最便宜的火箭顛覆航天制造業(yè)

近日，總部位于美國(guó)洛杉磯的3D打印火箭公司Relativity Space宣布拿下首個(gè)商業(yè)訂單。據(jù)麻省理工科技評(píng)論報(bào)道，Relativity Space與加拿大衛(wèi)星通信公司Telesat達(dá)成協(xié)議，后者正在建設(shè)低軌道衛(wèi)星星座，Relativity Space正在開(kāi)發(fā)的3D打印火箭Terran 1將承擔(dān)部分發(fā)射任務(wù)。

低軌道衛(wèi)星系統(tǒng)是指多個(gè)衛(wèi)星構(gòu)成的可以進(jìn)行實(shí)時(shí)信息處理的大型衛(wèi)星系統(tǒng)，一般來(lái)說(shuō)，要讓星座實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，所需的衛(wèi)星數(shù)量可能達(dá)到數(shù)百顆。如衛(wèi)星行業(yè)初創(chuàng)公司OneWeb的太空互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃將由650顆衛(wèi)星組成。

Telesat之前已經(jīng)與包括SpaceX、藍(lán)色起源在內(nèi)的多家公司簽訂了協(xié)議。在經(jīng)過(guò)考察后，Telesat決定讓Relativity Space承擔(dān)部分衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)，該公司正在開(kāi)發(fā)的Terran 1火箭將可提供1.25噸的近地軌道運(yùn)載能力，將衛(wèi)星送入地球低軌道。這是Relativity Space自2015年創(chuàng)立以來(lái)拿到的首個(gè)大型商業(yè)發(fā)射訂單?！斑@給予我們團(tuán)隊(duì)和技術(shù)很大的信心?！惫緞?chuàng)始人兼CEO Tim Ellis表示。

Relativity Space

Aeon 發(fā)動(dòng)機(jī)

當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)商業(yè)發(fā)射，第一步還是要造出一個(gè)完整的火箭。目前，已經(jīng)攬下訂單的 Relativity Space 尚未完成火箭的制造工作，不過(guò)已經(jīng)對(duì)3D打印制造的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了數(shù)十次測(cè)試。Ellis表示Terran 1火箭的開(kāi)發(fā)工作正在按計(jì)劃進(jìn)行，公司有望在2020年實(shí)現(xiàn)Terran 1火箭的首次軌道測(cè)試，若計(jì)劃順利，首次商業(yè)發(fā)射將有可能在2021年進(jìn)行。

即便在航天業(yè)百花齊放的時(shí)代，Relativity Space也一枝獨(dú)秀。這家火箭公司的創(chuàng)始人是一群 20多歲的年輕人，他們聚在一起希望用3D打印技術(shù)制造火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和助推器，將運(yùn)載火箭的零件數(shù)量從10萬(wàn)個(gè)降低到1000個(gè)以下。在創(chuàng)立Relativity Space前，Tim Ellis在Blue Origin實(shí)習(xí)并工作過(guò)，他參與了公司BE-4火箭引擎的研發(fā)。并將3D打印引入火箭的制造過(guò)程。另一位聯(lián)合創(chuàng)始人Jordan Noone曾在SpaceX工作，并參與龍飛船的SuperDraco推進(jìn)器項(xiàng)目。Ellis和Noone都對(duì)3D打印技術(shù)感興趣，而且他們認(rèn)為Bule Origin與SpaceX這兩家航天領(lǐng)域最前沿的公司都沒(méi)有充分利用3D打印技術(shù)。他們認(rèn)為，3D打印不僅能極大降低成本，還能快速應(yīng)用新設(shè)計(jì)并對(duì)大型發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行量產(chǎn)。

除了發(fā)動(dòng)機(jī)，該公司還希望使用大型3D打印機(jī)來(lái)制造出火箭的大部分零件，最大程度實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的自動(dòng)化，以及低成本地按需定制發(fā)射。事實(shí)上，在這個(gè)私營(yíng)航天企業(yè)不斷涌現(xiàn)的時(shí)代，造出一枚新的火箭并不是太稀奇的事情，但若Relativity Space能完成“打印火箭”的壯舉，這將能夠重塑火箭的制造過(guò)程，對(duì)整個(gè)行業(yè)都有巨大的意義。

一直以來(lái)，Relativity Space多保持較低調(diào)的姿態(tài)，不過(guò)從去年開(kāi)始，這家公司也開(kāi)始顯現(xiàn)出自己的雄心壯志，走進(jìn)公眾視野。Relativity Space希望在未來(lái)某一天可以在火星上打印一枚火箭，并乘坐它返回地球。“我們作了長(zhǎng)遠(yuǎn)打算，”Ellis說(shuō)。Relativity Space正在全力研發(fā)的Aeon 1火箭引擎是一款液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)。Aeon引擎的真空推力適中，約為8.8噸，還不到SpaceX獵鷹9的Merlin 1D發(fā)動(dòng)機(jī)推力的1/10，是Rocket Lab的小型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)Rutherford推力的四倍。

Aeon 1發(fā)動(dòng)機(jī)最突出的不是它的性能，而是它的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)。Ellis說(shuō)用不了20天就能把發(fā)動(dòng)機(jī)打印出來(lái)。而且Aeon 1發(fā)動(dòng)機(jī)只有100個(gè)零件，而大多數(shù)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)通常有數(shù)千個(gè)零件。

作為公司首個(gè)火箭，Relativity Space 計(jì)劃給Terran火箭裝九臺(tái)Aeon 1發(fā)動(dòng)機(jī)。公司認(rèn)為，Terran火箭將填補(bǔ)Rocket Lab小型火箭與獵鷹9大型火箭之間的空白。公司計(jì)劃將1.25噸載荷運(yùn)往地球低軌道，每次發(fā)射成本為1000萬(wàn)美元。從價(jià)格成本來(lái)看，Terran火箭極具競(jìng)爭(zhēng)力，當(dāng)然前提是它能如期實(shí)施計(jì)劃。

“公司對(duì)未來(lái)的圖景很清晰，最終所有的火箭都將由3D打印制造，因?yàn)槿肆Τ杀臼亲罡叩?。我們有一種感覺(jué)，如果我們能3D打印90%到95%的火箭部件，我們的火箭將是顛覆性的。最終，它將成為最便宜的火箭?！盓llis 說(shuō)（摘自美《深科技》）（編輯/多洛米）