Είναι η Relativity Space σε Διαδικασία Αναμόρφωσης του Διαστημικού Τομέα;

Κατά τη διάρκεια των τελευταίων 62 ετών, η αμερικανική διαστημική βιομηχανία έχει σχεδιάσει και αναπτύξει τον εαυτό της στο εξωτερικό διάστημα με ρυθμό ταχύτερο από ότι οι άνθρωποι θα μπορούσαν ποτέ να φανταστούν, φθάνοντας μέχρι τον δικό μας φεγγάρι και ακόμη πιο μακριά σε μακρινά ηλιακά συστήματα και πέρα. Αλλά τι αν σας είχα πει ότι αυτός ο τομέας είναι على σημείο 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 βιομηχανία που ο τομέας μπορεί να ζήσει. Σε αυτό το άρθρο, θα εξετάσουμε ποιες τεχνολογίες και επιτεύγματα χρησιμοποιεί η Relativity Space για να κατακτήσει αυτό το στόχο.

Ποιος είναι ο Tim Ellis;

Για να κατανοήσουμε καλύτερα τον Tim Ellis, πρέπει να κοιτάξουμε πιο πίσω. Ως νέος άνθρωπος, ο Ellis αναγνώρισε την ικανότητά του να εστιάζει υπερβολικά και να πολυεργάζεται μέσω της εμμονής του με τα Lego, τόσο πολύ που ο Ellis έχει ακόμη 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 των πρωτοετών, 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 πρακτικές ασκήσεις με την Blue Origin και απέκτησε τόσο πτυχίο όσο και μεταπτυχιακό.

Μετά την αποφοίτησή του, ο Ellis συνέχισε να εργάζεται πλήρως με την Blue Origin για 5 χρόνια, εστιάζοντας mạnh mẽ στις 3D εκτυπωμένες τεχνολογίες πυραύλων. Αργότερα, υπηρέτησε ως μηχανικός ανάπτυξης προώθησης σε thrusters RCS θαλάμου πληρώματος. Θα πιστωθεί αργότερα για την εισαγωγή της 3D εκτύπωσης στο εσωτερικό της Blue Origin.

Οι απαρχές

Καθώς ο Ellis και ο Noone διέτριβαν χρόνο αναπτύσσοντας τεχνολογίες προσθετικής κατασκευής που σχεδιάστηκαν ειδικά για να βοηθήσουν την προώθηση πυραύλων, αναγνώρισαν τη βαρύτητα της επιρροής αυτών των τεχνολογιών στον διαστημικό τομέα και αποφάσισαν να ακολουθήσουν μια πιο φιλόδοξη προσέγγιση στην κατασκευή πυραύλων.

Ο Ellis και ο Noone θα συνέχιζαν να εκτοξεύουν τις Βιομηχανίες Διαστημικού Χώρου Relativity το 2015. Αρχικά, ζήτησαν να συγκεντρώσουν 500.000 δολάρια σε κεφάλαια, αλλά χωρίς πραγματική εμπειρία στη συγκέντρωση κεφαλαίων για μια εταιρεία, 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 διάστημα μιας εβδομάδας από την ιδέα που σχεδιάστηκε σε ένα πακέτο Starbucks μέχρι 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 έργο, άρχισαν 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 πυραύλων, 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 φιλική προς το περιβάλλον και ενεργειακά αποδοτική.

Ο χρόνος μέχρι τα tests μειώθηκε σε ορισμένες περιπτώσεις κατά 10 φορές. Για παράδειγμα, οι προηγούμενες γενιές πυραύλων θα χρειάζονταν πάνω από 10 χρόνια για να περάσουν από τη θεωρία σε ένα εφικτό προϊόν, και η Relativity Space μπορεί να παράγει πρωτότυπα 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 εσωτερικά τα δικά τους κράματα που προέρχονται από τους ειδικούς μετάλλων της ομάδας. Αυτά τα κατορθώματα είναι τεράστια από μόνα τους, αφήνοντας πίσω τις υπόλοιπες δυσκολίες που υπάρχουν όταν σχεδιάζονται πυραύλες.

Η προσθετική κατασκευή στάθηκε να λύσει σχεδόν όλα τα υπάρχοντα προβλήματα του διαστημικού τομέα με τις γραμμές παραγωγής, εξαλείφει την ανάγκη για ειδικά εργαλεία, επιταχύνει τον χρόνο από την ιδέα στο εφικτό 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 einen τομέα που ασχολείται με εκατομμύρια και συχνά ακόμη και δισεκατομμύρια σε πολύτιμα φορτία, αυτές οι τεχνολογίες πρέπει να δοκιμαστούν, να είναι αληθινές και να είναι δοκιμασμένες. Παρά αυτές τις δυσκολίες, η εταιρεία έχει λάβει την μεγαλύτερη ποσότητα προπαραγγελιών από οποιαδήποτε ιδιωτική εταιρεία διαστήματος στην αμερικανική ιστορία, ενισχύοντας την ιδέα της 3D εκτύπωσης και αποδεικνύοντας ότι οι επενδυτές είναι έτοιμοι για τις τεχνολογικές προόδους στον διαστημικό τομέα που ο Ellis και ο Noone οραματίστηκαν.

Relativity Space 4g εκτυπωτής.

Όγκος διαστημικού τομέα

Το μακροχρόνιο ζήτημα με τα διαστημικά ταξίδια ήταν η οικονομική προσιτότητα, αυτό το υψηλό όριο έχει εμποδίσει μικρότερες εθνικές χώρες από το να ξεκινήσουν προγράμματα διαστήματος. Υποθέταν επίσης ότι τα διαστημικά ταξίδια δεν θα ήταν βιώσιμα στον ιδιωτικό τομέα μέχρι να αποδειχθεί λανθασμένο από την SpaceX και την Blue Origin. Η Relativity Space είναι ένας νέος που διαταράσσει αυτόν τον τομέα για να ικανοποιήσει τις ανάγκες των εθνών σε όλο τον κόσμο. Όσο αυξάνεται η ζήτηση για δορυφόρους και εκτοξεύσεις πυραύλων, η ζήτηση για διαστημικά ταξίδια αυξάνεται εκθετικά. Hiện το διαστημικό τομέα αξιολογείται σε 350 δισεκατομμύρια δολάρια και σύμφωνα με την Morgan Stanley αναμένεται να φτάσει τα 1,1 τρισεκατομμύρια δολάρια μέχρι το 2040.

Περίπου το 50% του διαστημικού τομέα είναι εκτοξεύσεις δορυφόρων, αναγνωρίζοντας αυτό, ο ιδιωτικός τομέας έχει κατευθυνθεί σε μια πιο χρηστική μορφή που είναι mieux προσαρμοσμένη στην 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 στην διανομή μεγάλων ποσοτήτων σε μακρινές αποστάσεις σε ξένους πλανήτες. Αν πρόκειται να terraform einen πλανήτη όπως ο Άρης, θα χρειαζόμαστε να έχουμε την ικανότητα να κατασκευάζουμε και να δημιουργούμε στον πλανήτη, δεν μπορούμε να περιμένουμε να στείλουμε φορτίο όπως χρειαζόμαστε σε einen πλανήτη που είναι μήνες μακριά.

Η Relativity Space, με τον Terran 1 και τον Terran R, εστιάζει έντονα στις ανάγκες διανομής φορτίου. Ο Terran 1 (85% 3D εκτυπωμένος) θα έχει ένα φορτίο 2700 λιβρών, αυτό θα είναι αφιερωμένο σε τεχνολογίες συλλογής πληροφοριών πάνω σε αυτά, καθώς δοκιμάζουν και προετοιμάζονται για την εκτόξευση του Terran R το 2024, ο Terran R (95% 3D εκτυπωμένος) αναμένεται να έχει ένα φορτίο 44.000 λιβρών. Ο Terran 1 είναι besser 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 κατασκευής σε ένα αξιοσημείωτα σύντομο χρονικό διάστημα. Η εταιρεία έχει χορηγηθεί πολλά патенты που περιβάλλουν τις τεχνολογίες 3D εκτύπωσης και ακόμη και κάποια από τα κράματα τους. Η εταιρεία μπορεί να το κάνει αυτό εν μέρει λόγω της πλήρους εσωτερικής κατασκευής, όπου άλλοι κατασκευαστές πυραύλων εξαρτώνται από αλυσίδες εφοδιασμού και εξωτερικούς κατασκευαστές. Η Relativity Space το κάνει όλα αυτό μόνη της σε 1 από τα 4 αποθήκες που διασκορπίζονται σε όλη την Αμερική. 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 πύλη εκτόξευσης, έχουν επίσης μια βάση στη βάση αεροπορίας Vandenberg.

Οι ιδιοκτητικές τεχνολογίες της Relativity Space τους έχουν επιτρέψει να κατασκευάσουν νέους σχεδιασμένους 3D εκτυπωτές που χρησιμοποιούν εκτόξευση πλάσματος και laser συγκόλληση με κράματα αλουμινίου σε ρυθμό 10 ιντσών ανά δευτερόλεπτο συγκόλλησης σύρματος που σχεδιάστηκε πλήρως στο εσωτερικό. Αυτό τους έχει επιτρέψει να βελτιώσουν καλύτερα το τελικό προϊόν για να ταιριάζει στις συγκεκριμένες τους ανάγκες σε 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 παραμόρφωση μετάλλων. Σε αυτή την περίπτωση, η ομάδα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η καλύτερη προσέγγιση ήταν να μάθουν τις ακριβείς προδιαγραφές της παραμόρφωσης που είναι εγγενής σε κάθε κράμα και να χρησιμοποιήσουν τους αλγορίθμους μηχανικής μάθησης για να βελτιώσουν τα προγράμματά τους για να ταιριάζουν στο συγκεκριμένο κράμα που χρησιμοποιείται για τη διαδικασία. Αυτό τους επέτρεψε να υπολογίσουν και να προσαρμόσουν αντίστοιχα για να ενσωματώσουν την παραμόρφωση του μέρους στις μετρήσεις κατά τη 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 κατασκευή.

Απλοποίηση που ανεβαίνει στην λίστα προτεραιότητας

Στις προηγούμενες γενιές της εξερεύνησης πυραύλων, η ανακλαστικότητα ήταν υποχρεωτική για κάθε απόφαση που έλαβε η NASA. Σε περίπτωση πιθανής αποτυχίας, κάθε μέρος απαιτούσε να έχει τουλάχιστον ένα ανταλλακτικό μέρος. Αυτή η σκέψη μπορεί να φανεί στην μηχανική και τις αποφάσεις κατασκευής κατά τις διάφορες ιδρύσεις πυραύλων της NASA. Αλλά πού βρισκόμαστε όταν ο στόχος είναι να μειώσει τα μέρη και να απλοποιήσει την κατασκευή πυραύλων; Πώς θα επηρεάσει αυτό την ανακλαστικότητα;

Στην περίπτωση της Relativity Space, η απλοποίηση του πυραύλου είναι ωφέλιμη για την ανακλαστικότητα. Η μείωση του αριθμού των μερών συσχετίζεται trực tiếp με την ευκολία συντήρησης και την ικανότητα να αλλάξει ή να επιδιορθώσει μέρη κατόπιν ζήτησης. Με τις προόδους στην 3D εκτύπωση και τη μείωση των απαιτήσεων μεγέθους για υψηλής ποιότητας εκτυπωτές, είναι τώρα δυνατό να υπάρχουν 3D εκτυπωτές πάνω σε αεροσκάφη σε πτήσεις με πλήρωμα και потенτικά να σταθμεύουν σε αποικισμένους πλανήτες.

Αυτό μπορεί να φανεί σε όλη τη διάρκεια των πυραύλων Terran 1 και Terran T, από τις βάνες ένεσης που παράγονται από 1 μόνο μέρος μέχρι τα συστήματα ψύξης των θαλάμων επέκτασης που εκτυπώνονται trực tiếp στις θερμές επιφάνειες. Αυτές οι υπeroπτικοποιήσεις έχουν οδηγήσει σε πιο αξιόπιστα και οικονομικά μέρη που μπορούν να κατασκευαστούν σχεδόν οπουδήποτε μπορούν να ταιριάζουν ο εκτυπωτής. Αυτό θα επιτρέψει επίσης τη μείωση της συντήρησης και της καθυστέρησης λόγω της έλλειψης χειροκίνητων απαιτήσεων για να αποσυναρμολογήσουν και να ξανασυναρμολογήσουν το μέρος.