क्या सापेक्षता अंतरिक्ष अंतरिक्ष उद्योग को पुनः आकार दे रहा है?

पिछले 62 वर्षों के दौरान, अमेरिकी अंतरिक्ष उद्योग ने इंसानों की कल्पना से भी तेज गति से बाहरी अंतरिक्ष में अपना रास्ता बनाया और विकसित किया है, और हमारे अपने चंद्रमा तक दूर के सौर मंडल और उससे भी आगे तक पहुंच गया है। लेकिन क्या होगा अगर मैं आपसे कहूं कि यह उद्योग प्रौद्योगिकियों में एक आदर्श बदलाव का अनुभव करने वाला है। रिलेटिविटी स्पेस और स्पेसएक्स जैसी कंपनियां प्रौद्योगिकी और विनिर्माण उद्योग में अब तक के सबसे बड़े बदलावों में से एक का नेतृत्व कर रही हैं। इस लेख में, हम पता लगाएंगे कि रिलेटिविटी स्पेस इस लक्ष्य को हासिल करने के लिए किन तकनीकों और आविष्कारों का उपयोग कर रहा है।

टिम एलिस कौन है?

टिम एलिस को बेहतर ढंग से समझने के लिए हमें और पीछे देखना होगा। एक युवा व्यक्ति के रूप में टिम ने लेगो के प्रति अपने जुनून के माध्यम से हाइपर-फोकस और बहु-कार्य करने की अपनी क्षमता को पहचाना, इतना कि लेगो के निर्माण में खर्च किए गए अत्यधिक समय और प्रयास के कारण टिम के दाहिने हाथ पर अभी भी स्थायी रूप से मुड़ा हुआ अंगूठा है।

एलिस की शुरुआत हुई दक्षिणी कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, जहां उन्होंने पटकथा लेखक के रूप में स्नातक होने और यूएससी के थीमैटिक ऑप्शन कार्यक्रम के हिस्से के रूप में अध्ययन करने की योजना बनाई। हालाँकि, अपने नए अध्ययन के दौरान, उन्होंने अपना प्रमुख क्षेत्र एयरोस्पेस इंजीनियरिंग में बदल लिया। एलिस और रिलेटिविटी के अन्य सह-संस्थापक और सीटीओ, जॉर्डन नूनदोनों ने यूएससी की रॉकेट प्रोपल्शन लैब में नेतृत्व पदों पर कार्य किया। रॉकेट प्रोपल्शन लैब में अपने समय के दौरान, एलिस और नून ने पहले छात्र-डिज़ाइन और निर्मित रॉकेट को अंतरिक्ष में लॉन्च करने में मदद की। यूएससी में भाग लेने के दौरान एलिस ने ब्लू ओरिजिन के साथ 3 इंटर्नशिप की और बैचलर ऑफ साइंस और मास्टर ऑफ साइंस दोनों प्राप्त किए।

ग्रेजुएशन के बाद एलिस ने 5 वर्षों तक ब्लू ओरिजिन के साथ पूर्णकालिक रूप से काम करना जारी रखा और अपना पूरा ध्यान केंद्रित किया 3D मुद्रित रॉकेट प्रौद्योगिकियाँ। बाद में उन्होंने क्रू कैप्सूल आरसीएस थ्रस्टर्स पर प्रोपल्शन डेवलपमेंट इंजीनियर के रूप में कार्य किया। बाद में उन्हें ब्लू ओरिजिन में 3डी प्रिंटिंग लाने का श्रेय दिया गया। 

मूल

जबकि एलिस और नून ने विशेष रूप से रॉकेट प्रणोदन में सहायता के लिए डिज़ाइन की गई एडिटिव विनिर्माण प्रौद्योगिकियों को विकसित करने में अपना समय बिताया, उन्होंने अंतरिक्ष उद्योग पर इस प्रौद्योगिकी के प्रभाव की गंभीरता को पहचाना और रॉकेट निर्माण के लिए अधिक महत्वाकांक्षी दृष्टिकोण अपनाने का फैसला किया। 

एलिस और नून ने 2015 में रिलेटिविटी स्पेस इंडस्ट्रीज लॉन्च की। शुरुआत में, उन्होंने शुरुआती धन के रूप में 500,000 डॉलर जुटाने की कोशिश की, लेकिन स्टार्ट-अप के लिए धन जुटाने में कोई वास्तविक अनुभव नहीं होने के कारण, एलिस एक सीमा पर चले गए और मार्क क्यूबन को ईमेल बंद करने का निर्णय लिया, जाहिर तौर पर उसका ईमेल मार्क को पूरे $500,000 का निवेश करने के लिए मनाने के लिए पर्याप्त रूप से मजबूर करने वाला होगा। स्टारबक्स नैपकिन पर स्केच किए गए विचार से लेकर फंडिंग सुरक्षित करने तक एक सप्ताह से अधिक समय। एलिस और नून ने जंगली यात्रा शुरू की जो बाद में एक तरह की सफलता की कहानी बन गई। 

विकास दर को बनाए रखने के लिए संघर्ष कर रहे एलिस और नून ने बाद में स्वीकार किया कि मार्क से फंडिंग इतनी जल्दी आई थी कि वास्तव में उनके पास फंड जमा करने के लिए कहीं नहीं था। पर्याप्त धनराशि और किसी भी कार्य को जीतने की महत्वाकांक्षा के साथ, उन्होंने पूरी तरह से 3डी-मुद्रित रॉकेट बनाने का महत्वपूर्ण कार्य शुरू किया। आज तक, रिलेटिविटी स्पेस ने 2.3 राउंड में सफलतापूर्वक 4 बिलियन डॉलर जुटाए हैं।

Additive विनिर्माण 

सापेक्षता अंतरिक्ष को अब रॉकेट जहाजों के उत्पादन को बेहतर ढंग से आगे बढ़ाने, लागत कम करने और डिजाइन की सादगी बढ़ाने के लिए पूरी तरह से 3 डी मुद्रित रॉकेट बनाने के महत्वपूर्ण कार्य का सामना करना पड़ा। एलिस ने समझा कि चीजों को सरल बनाने और पिछली टूलींग विधियों की तुलना में तेजी से और सस्ता बनाने की क्षमता के कारण 3डी प्रिंटर इसका उत्तर थे, और एक बोनस के रूप में, यह नई तकनीक अधिक हरित और अधिक ऊर्जा-कुशल थी।

कुछ मामलों में परीक्षण का समय 10 गुना कम कर दिया गया। उदाहरण के लिए, रॉकेट की पिछली पीढ़ियों को सिद्धांत से व्यवहार्य उत्पाद तक जाने में 10 साल से अधिक का समय लगेगा, और रिलेटिविटी स्पेस 60 दिनों से भी कम समय में प्रोटोटाइप तैयार कर सकता है। लेकिन यह धातु 3डी प्रिंटर खरीदने और उत्पादन शुरू करने जितना आसान नहीं था, रिलेटिविटी स्पेस को अपने स्वयं के 3डी प्रिंटर का निर्माण करना पड़ा और यहां तक ​​कि अपनी टीम के धातु विशेषज्ञ से प्राप्त अपने स्वयं के मिश्र धातुओं को भी घर में ही इंजीनियर करना पड़ा। रॉकेट डिज़ाइन करते समय मौजूद शेष जटिलताओं को तो छोड़ ही दें, ये उपलब्धियाँ अपने आप में बहुत बड़ी हैं। 

एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग उत्पादन लाइनों के साथ मौजूदा अंतरिक्ष उद्योग के लगभग सभी मुद्दों को हल करने में सक्षम है, यह विशेष टूलींग की आवश्यकता को समाप्त करता है, विचार से व्यवहार्य उत्पाद तक के समय को तेज करता है, और सापेक्षता स्थान को कम अवधि में काफी अधिक पुनरावृत्तियों का परीक्षण और उत्पादन करने की अनुमति देता है। किसी भी अन्य रॉकेट निर्माता की तुलना में। जब आप एक ऐसे उद्योग के बारे में बात कर रहे हैं जो लाखों और अक्सर अरबों मूल्य के माल का सौदा करता है तो इन प्रौद्योगिकियों को आजमाने, सही करने और परीक्षण करने की आवश्यकता होती है। इन बाधाओं के बावजूद, कंपनी को अमेरिकी इतिहास में किसी भी निजी क्षेत्र की अंतरिक्ष कंपनी के मुकाबले सबसे बड़ी मात्रा में प्री-ऑर्डर प्राप्त हुए हैं, जिससे 3डी प्रिंटिंग के विचार को बल मिला है और यह साबित हुआ है कि निवेशक अंतरिक्ष उद्योग में तकनीकी प्रगति के लिए तैयार हैं जिसकी एलिस और नून ने कल्पना की थी। . 

अंतरिक्ष उद्योग की मात्रा

अंतरिक्ष यात्रा के साथ लंबे समय से चला आ रहा मुद्दा सामर्थ्य का रहा है, इस उच्च सीमा ने कम देशों को अंतरिक्ष कार्यक्रम शुरू करने से रोका है। यह भी मान लिया गया था कि स्पेसएक्स और ब्लू ओरिजिन द्वारा गलत साबित होने तक अंतरिक्ष यात्रा निजी क्षेत्र में कभी भी व्यवहार्य नहीं होगी। रिलेटिविटी स्पेस एक नवागंतुक है जो दुनिया भर के देशों की जरूरतों को पूरा करने के लिए इस उद्योग को बाधित कर रहा है। जैसे-जैसे उपग्रहों और रॉकेट प्रक्षेपणों की हमारी मांग बढ़ती है, अंतरिक्ष यात्रा की मांग तेजी से बढ़ती है। वर्तमान में, अंतरिक्ष उद्योग का मूल्य $350 बिलियन डॉलर है मॉर्गन स्टेनली के अनुसार $1.1 ट्रिलियन तक बढ़ने की उम्मीद है वर्ष 2040 द्वारा। 

अंतरिक्ष उद्योग का लगभग 50% उपग्रह प्रक्षेपण है, इसे पहचानते हुए निजी क्षेत्र ने कम कक्षा में उपग्रहों के वितरण के लिए अधिक उपयुक्त तरीके से खुद को आगे बढ़ाया है। यह एक से अधिक मायनों में फायदेमंद है, अंतरिक्ष में कार्गो की आवश्यकता बढ़ रही है और हमें विदेशी ग्रहों तक लंबी दूरी पर बड़ी मात्रा में माल ले जाने के लिए सबसे उपयुक्त समाधान की आवश्यकता है यदि हमें मंगल जैसे ग्रह को भू-आकार देना है तो हमें क्षमता की आवश्यकता होगी ग्रह पर निर्माण और निर्माण करने के लिए, हम एक महीने दूर ग्रह पर आवश्यकतानुसार माल भेजने की उम्मीद नहीं कर सकते। 

टेरान 1 और टेरान आर के साथ रिलेटिविटी स्पेस, कार्गो वितरण की जरूरतों पर भारी ध्यान केंद्रित कर रहा है। टेरान 1 (85% 3डी प्रिंटेड) का पेलोड 2700 पाउंड होगा, यह काफी हद तक सूचना एकत्र करने वाली प्रौद्योगिकियों के लिए समर्पित होगा क्योंकि वे 2024 में टेरान आर का परीक्षण और लॉन्च करने की तैयारी कर रहे हैं, टेरान आर (95% 3डी प्रिंटेड) की उम्मीद है। 44,000 पाउंड का पेलोड है। टैरान 1 कम कक्षा के मिशनों के लिए बेहतर अनुकूल है, टेरान आर का लक्ष्य 2024 में मंगल ग्रह पर उड़ान भरने का है। 

सापेक्षता स्थान

रिलेटिविटी स्पेस एक मजबूत कंपनी के रूप में विकसित हो गया है 4.2 बिलियन डॉलर वैल्यूएशन और बहुत ही कम समय में 1.3 मिलियन वर्ग फुट से अधिक विनिर्माण स्थान सुरक्षित करना। कंपनी रही है अनेक पेटेंट प्रदान किये इसकी 3डी प्रिंटिंग प्रौद्योगिकियों और यहां तक ​​कि इसके कुछ मिश्र धातुओं के आसपास भी। कंपनी आंशिक रूप से पूर्ण इन-हाउस विनिर्माण के कारण ऐसा कर सकती है, जहां अन्य रॉकेट निर्माता आपूर्ति श्रृंखलाओं और बाहरी निर्माताओं पर निर्भर रहते हैं। रिलेटिविटी स्पेस संयुक्त राज्य अमेरिका में फैले अपने 1 गोदामों में से 4 में यह सब स्वयं कर रहा है। वे न केवल सभी आवश्यक तकनीकों को घर में लाने में सफल रहे हैं, बल्कि वे इसमें सफल भी हुए हैं केप कैनावेरल के इतिहास में चौथी कंपनी बन गई एक समर्पित लॉन्च पैड रखने के लिए, उनके पास वैंडेनबर्ग वायु सेना बेस पर एक बेस भी है। 

रिलेटिविटी स्पेस की मालिकाना प्रौद्योगिकियों ने उन्हें पूरी तरह से इन-हाउस डिज़ाइन किए गए वेल्डिंग तार के 3″ प्रति सेकंड की दर से एल्यूमीनियम मिश्र धातु के साथ प्लाज्मा आर्क डिस्चार्ज और लेजर वेल्डिंग का उपयोग करके नए डिजाइन किए गए 10 डी प्रिंटर का निर्माण करने की अनुमति दी है। इससे उन्हें पहले कभी नहीं देखी गई गति से अपनी विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुरूप अंतिम उत्पाद को बेहतर ढंग से ट्यून करने में सक्षम बनाया गया है। मशीन लर्निंग अनुकूलन करती है एक अधिक तरल डिज़ाइन, कई मामलों में ऐसे भागों का निर्माण करता है जिनका अन्यथा निर्माण करना लगभग असंभव होता।

एलिस और उनकी टीम को मेटल वॉरपिंग जैसी कई अप्रत्याशित तकनीकी चुनौतियों का समाधान करना पड़ा। इस मामले में, टीम ने निष्कर्ष निकाला कि सबसे अच्छा तरीका प्रत्येक मिश्र धातु में निहित वारपिंग की सटीक विशिष्टताओं को सीखना और प्रक्रिया के लिए उपयोग किए जा रहे विशिष्ट मिश्र धातु के अनुरूप अपने कार्यक्रमों को बेहतर ढंग से समायोजित करने के लिए मशीन लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग करना है। इससे उन्हें इसे बनाते समय माप में भाग के ताना-बाना को एकीकृत करने के लिए गणना करने और तदनुसार समायोजित करने की अनुमति मिली। एलिस का कहना है कि रॉकेट की लंबाई पर, इस एल्गोरिदम ने एक इंच के 2 हजारवें हिस्से के भीतर सहनशीलता पैदा कर दी है। यह इस बात का एक और उदाहरण है कि मशीन लर्निंग से विनिर्माण को कैसे लाभ होता है। 

सरलीकरण प्राथमिकता सूची में तेजी ला रहा है

रॉकेट अन्वेषण की पिछली पीढ़ियों में, नासा द्वारा लिए गए प्रत्येक निर्णय के लिए अतिरेक अनिवार्य था। संभावित विफलता की स्थिति में प्रत्येक भाग में कम से कम एक बैकअप भाग होना आवश्यक है। इस सोच को नासा रॉकेटों के कई पुनरावृत्तियों में इंजीनियरिंग और विनिर्माण निर्णयों में देखा जा सकता है। लेकिन जब लक्ष्य भागों को कम करना और रॉकेट के निर्माण को सरल बनाना है तो हम कहां खड़े हैं? इसका अतिरेक पर क्या प्रभाव पड़ेगा?

रिलेटिव स्पेस के मामले में, रॉकेट का सरलीकरण अतिरेक के लिए फायदेमंद है। पुर्जों की संख्या में कमी का सीधा संबंध रखरखाव में आसानी और मांग पर पुर्जों को बदलने या मरम्मत करने की क्षमता से है। 3डी प्रिंटिंग में प्रगति और उच्च गुणवत्ता वाले प्रिंटर के लिए आकार की आवश्यकताओं में कमी के साथ, अब मानवयुक्त उड़ानों में विमान में 3डी प्रिंटर रखना और संभावित रूप से उपनिवेशित ग्रहों पर तैनात करना संभव है।

इसे टेरान 1 और टेरान टी रॉकेटों में देखा जा सकता है, उनके 1 अलग-अलग हिस्से से उत्पादित इंजेक्शन नोजल से लेकर विस्तार कक्ष शीतलन प्रणाली को सीधे गर्म सतहों पर मुद्रित किया जा रहा है। इन अतिसरलीकरणों के परिणामस्वरूप अधिक विश्वसनीय और लागत प्रभावी हिस्से बन गए हैं जिन्हें प्रिंटर में फिट करने के लिए कहीं भी बनाया जा सकता है। इससे हिस्से को अलग करने और फिर से जोड़ने के लिए व्यावहारिक आवश्यकताओं की कमी के कारण रखरखाव और डाउनटाइम भी कम हो जाएगा।