Είναι η Relativity Space αναδιαμορφώνει τη βιομηχανία του διαστήματος;

Κατά τη διάρκεια των τελευταίων 62 ετών, η αμερικανική βιομηχανία του διαστήματος έχει σχεδιάσει και αναπτύξει τον δρόμο της στο εξωτερικό διάστημα με ρυθμό ταχύτερο από ότι οι άνθρωποι θα μπορούσαν ποτέ να φανταστούν, φθάνοντας στο δικό μας φεγγάρι και σε μακρινά ηλιακά συστήματα και πέρα. Αλλά τι αν σας είχα πει ότι αυτή η βιομηχανία είναι έτοιμη να ζήσει μια μετατόπιση παραδείγματος στις τεχνολογίες; Εταιρείες όπως η Relativity Space και η SpaceX είναι στην πρώτη γραμμή μιας από τις μεγαλύτερες μετατοπίσεις στην τεχνολογία και στη производία που η βιομηχανία μπορεί να ζήσει. Σε αυτό το άρθρο, θα εξετάσουμε ποιες τεχνολογίες και επαναστάσεις η Relativity Space χρησιμοποιεί για να κατακτήσει αυτό το στόχο.

Ποιος είναι ο Tim Ellis;

Για να κατανοήσουμε καλύτερα τον Tim Ellis, πρέπει να κοιτάξουμε πιο πίσω. Ως νεαρός, ο Ellis αναγνώρισε την ικανότητά του να εστιάζει και να εκτελεί πολλαπλές εργασίες μέσω της εμμονής του με τα Lego, τόσο πολύ που ο Ellis vẫn έχει ένα μόνιμα καμπυλωμένο αντίχειρα στο δεξί χέρι του από τον ακραίο χρόνο και την προσπάθεια που αφιέρωσε στη κατασκευή Lego.

Ο Ellis ξεκίνησε στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνιας, όπου σχεδίαζε να αποφοιτήσει ως σεναριογράφος και να σπουδάσει ως μέρος του προγράμματος Thematic Option του USC. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια της ενημέρωσης για τους πρωτοετείς, άλλαξε το τμήμα του σε αεροδιαστημική μηχανική. Ο Ellis και ο συνιδρυτής της Relativity και ο τεχνικός διευθυντής, Jordan Noone, και οι δύο κατείχαν ηγετικές θέσεις στο Εργαστήριο Προώθησης Πυραύλων του USC. Κατά τη διάρκεια της θητείας τους στο Εργαστήριο Προώθησης Πυραύλων, ο Ellis και ο Noone βοήθησαν στην εκτόξευση του πρώτου πυραύλου που σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε από φοιτητές στο διάστημα. Ενώ φοιτούσε στο USC, ο Ellis είχε 3 πρακτική άσκηση με την Blue Origin και απέκτησε τόσο πτυχίο όσο και μεταπτυχιακό.

Μετά την αποφοίτησή του, ο Ellis συνέχισε να εργάζεται πλήρης απασχόλησης με την Blue Origin για 5 χρόνια, εστιάζοντας έντονα στις τριδιάστατες εκτυπώσεις τεχνολογιών πυραύλων. Αργότερα υπηρέτησε ως μηχανικός ανάπτυξης προώθησης σε thrusters RCS καψούλας πληρώματος. Θα πιστωθεί αργότερα για την εισαγωγή της 3D εκτύπωσης στο εσωτερικό της Blue Origin.

Οι απαρχές

Ενώ ο Ellis και ο Noone δαπάνησαν το χρόνο τους στην ανάπτυξη τεχνολογιών προσθετικής κατασκευής που σχεδιάστηκαν ειδικά για να βοηθήσουν την προώθηση πυραύλων, αναγνώρισαν το βάρος της επίδρασης αυτών των τεχνολογιών στη βιομηχανία του διαστήματος και αποφάσισαν να ακολουθήσουν μια πιο φιλόδοξη προσέγγιση στη κατασκευή πυραύλων.

Ο Ellis και ο Noone θα συνέχιζαν να εκτοξεύουν τις Βιομηχανίες Relativity Space το 2015. Αρχικά, ζήτησαν να συγκεντρώσουν 500.000 δολάρια σε αρχικό κεφάλαιο, αλλά χωρίς πραγματική εμπειρία στη συγκέντρωση κεφαλαίων για μια εταιρεία εκκίνησης, ο Ellis πήγε στο limb και αποφάσισε να στείλει ένα κρύο email στον Mark Cuban, φανερά το email του θα ήταν αρκετά πειστικό για να πείσει τον Mark να επενδύσει τα πλήρη 500.000 δολάρια. Σε λιγότερο από μια εβδομάδα από την ιδέα που σχεδιάστηκε σε ένα χαρτί Starbucks έως τη sécurνωση της χρηματοδότησης. Ο Ellis και ο Noone θα ξεκινούσαν το άγριο ταξίδι που θα γινόταν αργότερα μια ιστορία επιτυχίας.

Ο Ellis και ο Noone, αγωνιζόμενοι να跟πουν το ρυθμό της αύξησης, θα αναγνώριζαν αργότερα ότι η χρηματοδότηση από τον Mark ήρθε τόσο γρήγορα που στην πραγματικότητα δεν είχαν πουθενά να καταθέσουν τα κεφάλαια. Με τα κεφάλαια στη θέση τους και την φιλοδοξία να κατακτήσουν οποιοδήποτε δόθηκε στόχο, ξεκίνησαν το ορεινό έργο της δημιουργίας πλήρως 3D-εκτυπωμένων πυραύλων. Μέχρι σήμερα, η Relativity Space έχει συγκεντρώσει επιτυχώς 2,3 δισεκατομμύρια δολάρια σε 4 γύρους.

Προσθετική κατασκευή

Η Relativity Space αντιμετώπισε τώρα το ορεινό έργο να δημιουργήσει πλήρως 3D-εκτυπωμένους πυραύλους για να βελτιώσει την παραγωγή των πλοίων, να μειώσει το κόστος και να αυξήσει την απλότητα του σχεδιασμού. Ο Ellis κατανόησε ότι οι 3D εκτυπωτές ήταν η απάντηση σε αυτό λόγω της ικανότητάς τους να απλοποιούν και να δημιουργούν πράγματα γρηγορότερα και φθηνότερα από τις προηγούμενες μεθόδους εργαλείων, και ως μπόνους, αυτή η νέα τεχνολογία ήταν πιο πράσινη και ενεργειακά αποδοτική.

Ο χρόνος για δοκιμή μειώθηκε σε ορισμένες περιπτώσεις κατά 10 φορές. Για παράδειγμα, οι προηγούμενες γενιές πυραύλων θα πήραν πάνω από 10 χρόνια για να περάσουν από τη θεωρία σε ένα βιώσιμο προϊόν, και η Relativity Space μπορεί να παράγει προτότυπα σε λιγότερο από 60 ημέρες. Αλλά δεν ήταν τόσο απλό όσο η αγορά ενός μεταλλικού 3D εκτυπωτή και η έναρξη της παραγωγής, η Relativity Space έπρεπε να κατασκευάσει τους δικούς της 3D εκτυπωτές και ακόμη και να σχεδιάσει στο εσωτερικό τους δικούς τους κράματα που προέρχονται από τους δικούς τους ειδικούς μετάλλων. Αυτά τα κατορθώματα είναι τεράστια από μόνα τους, όχι μόνο τα υπόλοιπα προβλήματα που υπάρχουν όταν σχεδιάζονται πυραύλες.

Η προσθετική κατασκευή στάθηκε να λύσει σχεδόν όλα τα υπάρχοντα προβλήματα της βιομηχανίας του διαστήματος με τις γραμμές παραγωγής, εξαλείφει την ανάγκη για ειδικά εργαλεία, επιταχύνει τον χρόνο από την ιδέα στο βιώσιμο προϊόν και επιτρέπει στην Relativity Space να δοκιμάσει και να παράγει σημαντικά περισσότερες επαναλήψεις σε μικρότερο χρονικό διάστημα από οποιοδήποτε άλλο κατασκευαστή πυραύλων. Όταν μιλάμε για μια βιομηχανία που ασχολείται με εκατομμύρια και συχνά ακόμη και με δισεκατομμύρια σε πολύτιμα φορτία, αυτές οι τεχνολογίες πρέπει να δοκιμαστούν, να είναι αληθινές και να δοκιμαστούν. Παρά αυτά τα εμπόδια, η εταιρεία έχει λάβει την μεγαλύτερη ποσότητα προπαραγγελιών οποιασδήποτε ιδιωτικής εταιρείας διαστήματος στην αμερικανική ιστορία, ενισχύοντας την ιδέα της 3D εκτύπωσης και αποδεικνύοντας ότι οι επενδυτές είναι έτοιμοι για τις τεχνολογικές προόδους στη βιομηχανία του διαστήματος που οραματίστηκαν ο Ellis και ο Noone.

Relativity Space 4g εκτυπωτής.

Όγκος βιομηχανίας διαστήματος

Το μακροχρόνιο πρόβλημα με τα ταξίδια στο διάστημα έχει sido η οικονομική доступότητα, αυτό το υψηλό όριο έχει εμποδίσει τις μικρότερες χώρες να εκτοξεύσουν προγράμματα διαστήματος. Υπήρχε η υπόθεση ότι τα ταξίδια στο διάστημα δεν θα ήταν βιώσιμα στον ιδιωτικό τομέα μέχρι να αποδειχθεί λανθασμένος από την SpaceX και την Blue Origin. Η Relativity Space είναι ένας νέος που διαταράσσει αυτή τη βιομηχανία για να ανταποκριθεί στις ανάγκες των εθνών σε όλο τον κόσμο. Όσο η ζήτηση μας για δορυφόρους και εκτοξεύσεις πυραύλων αυξάνεται, η ζήτηση για ταξίδια στο διάστημα αυξάνεται εκθετικά. Hiện, η βιομηχανία του διαστήματος αξιολογείται σε 350 δισεκατομμύρια δολάρια και σύμφωνα με τη Morgan Stanley αναμένεται να αυξηθεί σε 1,1 τρισεκατομμύρια δολάρια μέχρι το 2040.

Σχεδόν το 50% της βιομηχανίας του διαστήματος είναι εκτοξεύσεις δορυφόρων, αναγνωρίζοντας αυτό, ο ιδιωτικός τομέας έχει κατευθυνθεί σε μια πιο उपयtikτική μορφή που είναι καλύτερα προσαρμοσμένη στη διανομή δορυφόρων σε χαμηλή τροχιά. Αυτό είναι ωφέλιμο με περισσότερους από έναν τρόπους, η ανάγκη για φορτίο στο διάστημα αυξάνεται και χρειαζόμαστε λύσεις που είναι καλύτερα προσαρμοσμένες στη διανομή μεγάλων ποσοτήτων σε μακρινές αποστάσεις σε ξένους πλανήτες. Αν πρόκειται να terraform έναν πλανήτη όπως ο Άρης, θα χρειαζόμαστε να έχουμε τη δυνατότητα να κατασκευάζουμε και να δημιουργούμε στον πλανήτη, δεν μπορούμε να περιμένουμε να στείλουμε φορτίο όπως χρειαζόμαστε σε einen πλανήτη μηνών μακριά.

Η Relativity Space, με τον Terran 1 και τον Terran R, εστιάζει έντονα στις ανάγκες της διανομής φορτίου. Ο Terran 1 (85% 3D εκτυπωμένος) θα έχει ένα φορτίο 2700 λιβρών, αυτό θα είναι έντονα αφιερωμένο σε τεχνολογίες συλλογής πληροφοριών πάνω σε αυτά καθώς δοκιμάζουν και προετοιμάζονται να εκτοξεύσουν τον Terran R το 2024, ο Terran R (95% 3D εκτυπωμένος) αναμένεται να έχει ένα φορτίο 44.000 λιβρών. Ο Terran 1 είναι καλύτερα προσαρμοσμένος σε αποστολές χαμηλής τροχιάς, με τον Terran R να έχει ως στόχο να πετάξει στον Άρη το 2024.

Relativity Space

Η Relativity Space έχει μεγαλώσει σε μια εταιρεία που υποστηρίζει μια αξιολόγηση 4,2 δισεκατομμυρίων δολαρίων και έχει εξασφαλίσει πάνω από 1,3 εκατομμύρια τετραγωνικά πόδια χώρου παραγωγής σε ένα αξιοσημείωτα σύντομο χρονικό διάστημα. Η εταιρεία έχει χρηματοδοτήσει πολλά патенты γύρω από τις τεχνολογίες 3D εκτύπωσης και ακόμη και κάποια από τα κράματα. Η εταιρεία μπορεί να το κάνει αυτό εν μέρει λόγω της πλήρους εσωτερικής παραγωγής, όπου άλλοι κατασκευαστές πυραύλων βασίζονται σε αλυσίδες εφοδιασμού και εξωτερικούς κατασκευαστές. Η Relativity Space το κάνει αυτό όλα μόνη της σε 1 από τα 4 αποθήκες της που είναι διασκορπισμένες σε όλη την Ηνωμένες Πολιτείες. Όχι μόνο έχουν καταφέρει να φέρουν όλες τις απαραίτητες τεχνολογίες στο εσωτερικό, αλλά έχουν επίσης καταφέρει να γίνουν η τέταρτη εταιρεία στην ιστορία του Cape Canaveral να έχει μια αφιερωμένη πλατφόρμα εκτόξευσης, έχουν επίσης μια βάση στη βάση Vandenberg.

Οι ιδιοκτητικές τεχνολογίες της Relativity Space έχουν επιτρέψει στην εταιρεία να κατασκευάσει νέους 3D εκτυπωτές που χρησιμοποιούν πλάσμα αρχική εκφόρτιση και laser συγκόλληση με κράματα αλουμινίου με ρυθμό 10 ιντσών ανά δευτερόλεπτο συρματός συγκόλλησης που σχεδιάστηκε πλήρως στο εσωτερικό. Αυτό έχει επιτρέψει στην εταιρεία να调节 το τελικό προϊόν για να ανταποκριθεί στις συγκεκριμένες ανάγκες της με ρυθμούς που δεν έχουν προηγουμένως φανεί. Η μηχανική μάθηση βελτιώνει ένα πιο ρευστό σχέδιο, σε πολλές περιπτώσεις παράγοντας μέρη που αλλιώς θα ήταν σχεδόν αδύνατο να κατασκευαστούν.

Ο Ellis και η ομάδα του έπρεπε να λύσουν πολλά απρόβλεπτα τεχνικά προβλήματα, όπως η καμπυλότητα του μετάλλου. Σε αυτή την περίπτωση, η ομάδα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η καλύτερη προσέγγιση ήταν να μάθουν τις ακριβείς προδιαγραφές της καμπυλότητας που είναι ιδιαίτερη για κάθε κράμα και να χρησιμοποιήσουν τους αλγόριθμους της μηχανικής μάθησης για να προσαρμόσουν καλύτερα τα προγράμματά τους για να ανταποκριθούν στο συγκεκριμένο κράμα που χρησιμοποιείται για τη διαδικασία. Αυτό τους επέτρεψε να υπολογίσουν και να προσαρμόσουν ανάλογα για να ενσωματώσουν την καμπυλότητα του μέρους στη δημιουργία του. Ο Ellis δηλώνει ότι κατά μήκος του μήκους του πυραύλου, αυτός ο αλγόριθμος έχει οδηγήσει σε μια ανεκτικότητα εντός 2 χιλιοστών του ιντσού. Αυτό είναι ακόμη ένα παράδειγμα του πώς η μηχανική μάθηση μπορεί να ωφελήσει την παραγωγή.

Απλοποίηση ανεβαίνει στην λίστα προτεραιότητας

Στις προηγούμενες γενιές της εξερεύνησης πυραύλων, η αναπαραγωγή ήταν υποχρεωτική για κάθε απόφαση που έλαβε η NASA. Σε περίπτωση πιθανής αποτυχίας, κάθε μέρος απαιτούσε να έχει τουλάχιστον ένα αναπληρωματικό μέρος. Αυτή η σκέψη μπορεί να φανεί στις μηχανικές και παραγωγικές αποφάσεις καθ’ όλη τη διάρκεια των πολλών ιδιοτήτων πυραύλων της NASA. Αλλά πού βρισκόμαστε όταν ο στόχος είναι να μειώσουμε τα μέρη και να απλοποιήσουμε την κατασκευή πυραύλων; Πώς θα επηρεάσει αυτό την αναπαραγωγή;

Στην περίπτωση της Relativity Space, η απλοποίηση του πυραύλου είναι ωφέλιμη για την αναπαραγωγή. Η μείωση του αριθμού των μερών συσχετίζεται直接 με την ευκολία συντήρησης και την ικανότητα να αλλάξετε ή να修復σετε μέρη κατά την ανάγκη. Με τις προόδους στην 3D εκτύπωση και τη μείωση των απαιτήσεων μεγέθους για υψηλής ποιότητας εκτυπωτές, είναι τώρα δυνατό να έχετε 3D εκτυπωτές πάνω σε αεροσκάφη σε πτήσεις με πλήρωμα και потенτικά να σταθμεύσετε σε αποικισμένους πλανήτες.

Αυτό μπορεί να φανεί σε όλη τη διάρκεια των πυραύλων Terran 1 και Terran T, από τις βάνες εγχύσεως που παράγονται από 1 μεμονωμένο μέρος έως τα συστήματα ψύξης των θαλάμων επέκτασης που εκτυπώνονται直接 στο θερμό επιφάνεια. Αυτές οι υπερ-απλοποιήσεις έχουν οδηγήσει σε πιο αξιόπιστα και οικονομικά μέρη που μπορούν να φτιαχτούν σχεδόν οπουδήποτε μπορούν να φιτύν τον εκτυπωτή. Αυτό θα επιτρέψει επίσης τη μείωση της συντήρησης και της διακοπής λειτουργίας λόγω της έλλειψης χεριών-απαιτήσεων για να αποσυναρμολογήσετε και να ξανασυναρμολογήσετε το μέρος.