3-D տպագրություն
Արդյո՞ք հարաբերականության տարածությունը վերափոխում է տիեզերական արդյունաբերությունը:
Վերջին 62 տարիների ընթացքում ամերիկյան տիեզերական արդյունաբերությունը նախագծել և զարգացրել է իր ճանապարհը դեպի արտաքին տիեզերք ավելի արագ, քան մարդիկ կարող էին երբևէ պատկերացնել՝ հասնելով մեր արբանյակին մինչև հեռավոր արեգակնային համակարգեր և դրանից դուրս: Բայց ինչ կլիներ, եթե ես ձեզ ասեի, որ այս արդյունաբերությունը պատրաստվում է տեխնոլոգիաների պարադիգմային փոփոխություն զգալ: Relativity Space-ի և SpaceX-ի նման ընկերություններն առաջնորդում են տեխնոլոգիայի և արտադրության ամենամեծ տեղաշարժերից մեկը, որը երբևէ կարող է տեղի ունենալ արդյունաբերության մեջ: Այս հոդվածում մենք կուսումնասիրենք, թե ինչ տեխնոլոգիաներ և հայտնագործություններ է օգտագործում Հարաբերականության տարածությունը այս նպատակը նվաճելու համար:
Ո՞վ է Թիմ Էլլիսը:
Թիմ Էլիսին ավելի լավ հասկանալու համար մենք պետք է ավելի հետ նայենք: Երիտասարդ ժամանակ Թիմը ճանաչեց գերկենտրոնացման և բազմաֆունկցիոնալ առաջադրանքների իր կարողությունը Լեգոյի հանդեպ իր մոլուցքի շնորհիվ, այնքան, որ Թիմը դեռևս մշտապես ծռված բութ մատն ունի իր աջ ձեռքի վրա Lego-ի կառուցման վրա ծախսած չափազանց ժամանակի և ջանքերի պատճառով:
Էլիսը սկսեց Հարավային Կալիֆորնիայի համալսարան, որտեղ նա նախատեսում էր ավարտել որպես սցենարիստ և սովորել USC-ի Thematic Option ծրագրի շրջանակներում։ Այնուամենայնիվ, առաջին կուրսի կողմնորոշման ընթացքում նա իր մասնագիտությունն անցավ օդատիեզերական ճարտարագիտությանը։ Ellis and Relativity-ի մյուս համահիմնադիրը և CTO, Ջորդան Նուն, երկուսն էլ ղեկավար պաշտոններ են զբաղեցրել USC-ի Rocket Propulsion Lab-ում: Rocket Propulsion Lab-ում աշխատելու ընթացքում Էլլիսը և Նունը օգնեցին տիեզերք արձակել ուսանողների կողմից նախագծված և կառուցված առաջին հրթիռը: USC հաճախելու ընթացքում Էլլիսը 3 պրակտիկա է անցել Blue Origin-ում և ստացել գիտության բակալավրի և գիտության մագիստրոսի կոչում:
Ավարտելուց հետո Էլլիսը շարունակել է լրիվ դրույքով աշխատել Blue Origin-ի հետ 5 տարի՝ մեծապես կենտրոնանալով 3D տպագիր հրթիռային տեխնոլոգիաներ. Հետագայում նա ծառայեց որպես շարժիչի զարգացման ինժեներ անձնակազմի պարկուճային RCS շարժիչներով: Ավելի ուշ նրան կհամարեն 3D տպագրությունը տանը կապույտ ծագման բերելու համար:
Ակունքները
Մինչ Էլլիսը և Նունն իրենց ժամանակը ծախսեցին հավելումների արտադրության տեխնոլոգիաների մշակման վրա, որոնք հատուկ նախագծված են օգնելու հրթիռների շարժմանը, նրանք գիտակցեցին այս տեխնոլոգիաների ազդեցության ծանրությունը տիեզերական արդյունաբերության վրա և որոշեցին ավելի հավակնոտ մոտեցում ցուցաբերել հրթիռների արտադրությանը:
Էլլիսը և Նունը 2015-ին կշարունակեն արձակել Relativity Space Industries-ը: Սկզբում նրանք ձգտում էին հավաքել $500,000 սկզբնական գումար, բայց չունենալով նորաստեղծ ձեռնարկության համար միջոցներ հայթայթելու իրական փորձ, Էլլիսը սկսեց աշխատել և սկսել որոշել է սառը նամակ ուղարկել Մարկ ԿուբանիԱկնհայտ է, որ նրա էլ.փոստը բավական ազդեցիկ կլիներ Մարկին համոզելու համար ներդնել ամբողջ $500,000-ը: Starbucks-ի անձեռոցիկի վրա ուրվագծված գաղափարից մինչև ֆինանսավորում ապահովելը ավելի քան մեկ շաբաթ: Էլլիսը և Նունը կսկսեն վայրի զբոսանքը, որը հետագայում կդառնա հաջողության բացառիկ պատմություն:
Էլլիսը և Նունը, ձգտելով պահպանել աճի տեմպերը, հետագայում կհասկանան, որ Մարկի կողմից ֆինանսավորումն այնքան արագ է եկել, որ նրանք իրականում միջոցները ավանդադրելու տեղ չունեին: Ունենալով միջոցներ և ցանկացած խնդիր հաղթահարելու հավակնություն ունենալով՝ նրանք սկսեցին լիովին 3D տպագրությամբ հրթիռներ ստեղծելու մոնումենտալ խնդիրը: Մինչ օրս Relativity Space-ը հաջողությամբ հավաքել է 2.3 միլիարդ դոլար 4 փուլերի ընթացքում:
Հավելումների արտադրություն
Հարաբերականության տարածությունը այժմ կանգնած էր մոնումենտալ խնդրի առաջ՝ ստեղծելու լիովին 3d տպագրված հրթիռներ՝ ավելի լավ զարգացնելու հրթիռային նավերի արտադրությունը, նվազեցնելու արժեքը և մեծացնելու դիզայնի պարզությունը: Էլլիսը հասկացավ, որ 3D տպիչները դրա պատասխանն էին, քանի որ դրանք ավելի արագ և ավելի էժան են ստեղծելու, քան նախորդ գործիքակազմի մեթոդները, և որպես բոնուս, այս նոր տեխնոլոգիան ավելի կանաչ էր և ավելի էներգաարդյունավետ:
Փորձարկման ժամանակը որոշ դեպքերում կրճատվել է 10 անգամ: Օրինակ, հրթիռների նախորդ սերունդներին ավելի քան 10 տարի կպահանջվի տեսությունից կենսունակ արտադրանքի անցնելու համար, և Relativity Space-ը կարող է նախատիպեր արտադրել 60 օրից էլ քիչ ժամանակում: Բայց դա այնքան էլ պարզ չէր, որքան մետաղական 3D տպիչ գնելը և արտադրությունը սկսելը, Relativity Space-ը ստիպված եղավ արտադրել իրենց սեփական 3D տպիչները և նույնիսկ տանը ինժեներ պատրաստել իրենց սեփական համաձուլվածքները, որոնք ստացվում էին իրենց թիմի մետաղների մասնագետից: Այս սխրանքներն ինքնուրույն հսկայական են, էլ չասած մնացած բարդությունների մասին, որոնք առկա են հրթիռների նախագծման ժամանակ:
Հավելանյութերի արտադրությունը կարող էր լուծել արտադրական գծերի հետ կապված տիեզերական արդյունաբերության գրեթե բոլոր խնդիրները, այն վերացնում է հատուկ գործիքների կարիքը, արագացնում է ժամանակը գաղափարից մինչև կենսունակ արտադրանք և թույլ է տալիս հարաբերականության տարածքին ավելի կարճ ժամանակահատվածում փորձարկել և արտադրել էականորեն ավելի շատ կրկնություններ: քան ցանկացած այլ հրթիռ արտադրող: Երբ խոսում եք մի ոլորտի մասին, որը զբաղվում է միլիոնավոր և հաճախ նույնիսկ միլիարդավոր արժեքավոր բեռներով, այս տեխնոլոգիաները պետք է փորձարկվեն, ճշմարիտ և փորձարկվեն: Չնայած այս խոչընդոտներին, ընկերությունը ստացել է ամերիկյան պատմության մեջ մասնավոր հատվածի ցանկացած տիեզերական ընկերության ամենամեծ նախնական պատվերները՝ ամրապնդելով 3D տպագրության գաղափարը և ապացուցելով, որ ներդրողները պատրաստ են տիեզերական արդյունաբերության տեխնոլոգիական առաջընթացին, որը պատկերացնում էին Էլիսը և Նունը: .
Հարաբերականության Space 4 գ տպիչ:
Տիեզերական արդյունաբերության ծավալը
Տիեզերական ճանապարհորդության հետ կապված երկար ժամանակ խնդիրը մատչելիությունն է, այս բարձր շեմը թույլ չի տվել փոքր երկրներին տիեզերական ծրագրեր գործարկել: Ենթադրվում էր նաև, որ տիեզերական ճանապարհորդությունը երբեք կենսունակ չի լինի մասնավոր հատվածում, քանի դեռ չի ապացուցվել SpaceX-ի և Blue Origin-ի կողմից: Relativity Space-ը նորեկ է, որը խաթարում է այս արդյունաբերությունը՝ բավարարելու ազգերի կարիքներն ամբողջ աշխարհում: Քանի որ արբանյակների և հրթիռների արձակման մեր պահանջարկը մեծանում է, տիեզերական ճամփորդությունների պահանջարկը երկրաչափականորեն աճում է: Ներկայումս տիեզերական արդյունաբերությունը գնահատվում է 350 միլիարդ դոլար և Ըստ Morgan Stanley-ի, ակնկալվում է, որ կաճի մինչև 1.1 տրիլիոն դոլար մինչև 2040 թվականը:
Տիեզերական արդյունաբերության գրեթե 50%-ը արբանյակների արձակումն է, և դա գիտակցելով, որ մասնավոր հատվածն իրեն ավելի օգտակար ձևով է առաջնորդել, որն ավելի հարմար է ցածր ուղեծրում արբանյակների բաշխմանը: Սա շահավետ է մեկից ավելի առումներով, տիեզերքում բեռների կարիքն աճում է, և մեզ պետք են լուծումներ, որոնք լավագույնս հարմար են մեծ քանակությամբ արտասահմանյան մոլորակներ երկար հեռավորության վրա տեղափոխելու համար. մոլորակի վրա արտադրելու և ստեղծելու համար մենք չենք կարող ակնկալել, որ անհրաժեշտության դեպքում բեռներ կառաքենք մինչև մոլորակ մեկ ամիս հեռավորության վրա:
Relativity Space-ը Terran 1-ի և Terran R-ի հետ մեծապես կենտրոնանում է բեռների բաշխման կարիքների վրա: Terran 1-ը (85% 3d տպագրված) կունենա 2700 ֆունտ ծանրաբեռնվածություն, այն մեծապես նվիրված կլինի նավի վրա տեղեկատվության հավաքման տեխնոլոգիաներին, քանի որ նրանք փորձարկում և պատրաստվում են գործարկել Terran R-ը 2024 թվականին, Terran R-ը (95% 3d տպագրված) ակնկալվում է: ունեն 44,000 ֆունտ ծանրաբեռնվածություն: Tarran 1-ն ավելի հարմար է ցածր ուղեծրային առաքելությունների համար, ընդ որում Terran R-ը նպատակ ունի թռչել դեպի Մարս 2024 թվականին:
Հարաբերականության տարածություն
Հարաբերականության տարածությունը վերածվել է ընկերության, որն ամրապնդում է ա 4.2 միլիարդ դոլարի գնահատում և զգալիորեն կարճ ժամանակահատվածում ապահովելով ավելի քան 1.3 միլիոն քառակուսի ոտնաչափ արտադրական տարածք: Ընկերությունը եղել է շնորհել է մի քանի արտոնագրեր շրջապատելով իր 3d տպագրության տեխնոլոգիաները և նույնիսկ որոշ համաձուլվածքներ: Ընկերությունը կարող է դա անել մասամբ շնորհիվ ամբողջական ներքին արտադրության, որտեղ հրթիռների այլ արտադրողները ապավինում են մատակարարման շղթաներին և արտաքին արտադրողներին: Relativity Space-ն այս ամենը ինքնուրույն է անում Միացյալ Նահանգներում տարածված իր 1 պահեստներից 4-ում: Նրանք ոչ միայն կարողացել են տուն բերել բոլոր անհրաժեշտ տեխնոլոգիաները, այլեւ կարողացել են դառնալ չորրորդ ընկերությունը Կանավերալ հրվանդանի պատմության մեջ հատուկ մեկնարկային հարթակ ունենալու համար նրանք նաև բազա ունեն Վանդենբերգ ռազմաօդային ուժերի բազայում:
Relativity Space-ի սեփական տեխնոլոգիաները թույլ են տվել նրանց արտադրել նոր նախագծված 3d տպիչներ՝ օգտագործելով պլազմային կամարի արտանետում և լազերային զոդում ալյումինե համաձուլվածքներով 10 դյույմ/վրկ արագությամբ եռակցման մետաղալարով, որը նախագծված է ամբողջությամբ տանը: Սա նրանց հնարավորություն է տվել ավելի լավ կարգավորել վերջնական արտադրանքը, որպեսզի համապատասխանի իրենց հատուկ կարիքներին նախկինում չտեսնված արագությամբ: Մեքենայի ուսուցումը օպտիմիզացնում է ավելի հեղուկ դիզայն, որը շատ դեպքերում արտադրում է մասեր, որոնք հակառակ դեպքում գրեթե անհնարին կլիներ արտադրել:
Էլլիսը և նրա թիմը ստիպված եղան լուծել մի քանի անկանխատեսելի տեխնիկական մարտահրավերներ, ինչպիսիք են մետաղի աղավաղումը: Այս դեպքում թիմը եզրակացրեց, որ լավագույն մոտեցումը յուրաքանչյուր համաձուլվածքին բնորոշ աղավաղման ճշգրիտ բնութագրերն իմանալն է և մեքենայական ուսուցման ալգորիթմների օգտագործումը՝ իրենց ծրագրերն ավելի լավ հարմարեցնելու համար, որպեսզի համապատասխանեն գործընթացի համար օգտագործվող հատուկ խառնուրդին: Սա նրանց թույլ տվեց համապատասխանաբար հաշվարկել և հարմարեցնել՝ այն ստեղծելիս մասի ծռվելը չափումների մեջ ինտեգրելու համար: Էլլիսը նշում է, որ հրթիռի երկարության ընթացքում այս ալգորիթմը հանգեցրել է 2 հազարերորդական դյույմի հանդուրժողականության: Սա ևս մեկ օրինակ է այն բանի, թե ինչպես է մեքենայական ուսուցումը օգուտ տալիս արտադրությանը:
Պարզեցում` առաջնահերթությունների ցուցակի բարձրացում
Հրթիռների հետախուզման նախորդ սերունդներում ավելորդությունը պարտադիր էր ՆԱՍԱ-ի կողմից ընդունված յուրաքանչյուր որոշման համար: Պոտենցիալ ձախողման դեպքում յուրաքանչյուր մաս պետք է ունենա առնվազն մեկ պահեստային մաս: Այս մտածողությունը կարելի է տեսնել ՆԱՍԱ-ի հրթիռների մի քանի կրկնությունների ընթացքում ինժեներական և արտադրական որոշումներում: Բայց որտե՞ղ ենք մենք կանգնած, երբ նպատակը մասերի կրճատումն է և հրթիռների արտադրության պարզեցումը: Ինչպե՞ս դա կանդրադառնա ավելորդության վրա:
Relative Space-ի դեպքում հրթիռի պարզեցումը ձեռնտու է ավելորդությանը: Մասերի քանակի կրճատումն ուղղակիորեն կապված է սպասարկման հեշտության և պահանջով մասերը փոխելու կամ վերանորոգելու հնարավորության հետ: Եռաչափ տպագրության առաջխաղացումների և բարձրորակ տպիչների համար նախատեսված չափերի նվազման պահանջների շնորհիվ այժմ հնարավոր է օդանավում 3D տպիչներ ունենալ անձնակազմով թռիչքների ժամանակ և հնարավոր է տեղակայվել գաղութացված մոլորակներում:
Սա կարելի է տեսնել Terran 1 և Terran T հրթիռների ողջ տարածքում՝ սկսած 1 առանձին մասից արտադրված դրանց ներարկման վարդակներից մինչև ընդլայնման խցիկների հովացման համակարգերը, որոնք ուղղակիորեն տպվում են ջեռուցվող մակերեսների մեջ: Այս չափից դուրս պարզեցումները հանգեցրել են ավելի հուսալի և ծախսարդյունավետ մասերի, որոնք հնարավոր է պատրաստել ամենուր, որտեղ նրանք կարող են տեղավորել տպիչը: Սա նաև թույլ կտա կրճատել տեխնիկական սպասարկումն ու ժամանակի աշխատանքը՝ մասի ապամոնտաժման և հավաքման գործնական պահանջների բացակայության պատճառով:
