Apakah Relativitas Ruang Membentuk Kembali Industri Luar Angkasa?

Selama 62 tahun terakhir, industri luar angkasa Amerika telah merekayasa dan mengembangkan jalannya ke luar angkasa dengan kecepatan yang lebih cepat daripada yang dapat dibayangkan manusia, menjangkau bulan kita sendiri sampai ke tata surya yang jauh dan seterusnya. Tetapi bagaimana jika saya memberi tahu Anda bahwa industri ini akan mengalami perubahan paradigma dalam teknologi. Perusahaan seperti Relativity Space dan SpaceX memelopori salah satu perubahan terbesar dalam teknologi dan manufaktur yang pernah dialami industri ini. Pada artikel ini, kita akan mengeksplorasi teknologi dan kemajuan apa yang digunakan Relativitas Ruang untuk menaklukkan tujuan ini.

Siapa Tim Ellis?

Untuk lebih memahami Tim Ellis kita harus melihat lebih jauh ke belakang. Sebagai seorang pemuda Tim menyadari kemampuannya untuk hiper-fokus dan multi-tugas melalui obsesinya dengan Lego, sedemikian rupa sehingga Tim masih memiliki ibu jari yang bengkok secara permanen di tangan kanannya dari jumlah waktu dan tenaga yang dihabiskan untuk membangun Lego.

Ellis mulai di University of Southern California, di mana dia berencana untuk lulus sebagai penulis skenario dan belajar sebagai bagian dari program Opsi Tematik USC. Namun, selama masa orientasi mahasiswa barunya, ia mengalihkan jurusannya ke teknik kedirgantaraan. Co-founder dan CTO Ellis dan Relativitas lainnya, Jordan Tidak Ada, keduanya memegang posisi kepemimpinan di Lab Propulsi Roket USC. Selama berada di Lab Propulsi Roket, Ellis dan Noone membantu meluncurkan roket pertama yang dirancang dan dibuat oleh siswa ke luar angkasa. Saat menghadiri USC Ellis memiliki 3 magang dengan Blue Origin dan memperoleh gelar Bachelor of Science dan Master of Science.

Setelah lulus Ellis terus bekerja penuh waktu dengan Blue Origin selama 5 tahun, sangat fokus pada 3D dicetak teknologi roket. Kemudian dia menjabat sebagai insinyur pengembangan propulsi pada pendorong RCS kapsul kru. Dia kemudian akan dikreditkan karena membawa pencetakan 3D in-house ke blue origin. 

Asal-usulnya

Sementara Ellis dan Noone Menghabiskan waktu mereka mengembangkan teknologi manufaktur aditif yang dirancang khusus untuk membantu propulsi roket, mereka menyadari gravitasi dari dampak teknologi ini pada industri luar angkasa dan memutuskan untuk mengejar pendekatan yang lebih ambisius untuk pembuatan roket. 

Ellis dan Noone kemudian meluncurkan Relativity Space Industries pada tahun 2015. Awalnya, mereka berusaha mengumpulkan $500,000 dalam bentuk uang awal, tetapi tanpa pengalaman nyata dalam mengumpulkan dana untuk memulai, Ellis mengambil risiko dan memutuskan untuk mengirim email dingin ke Mark Cuban, ternyata emailnya akan cukup meyakinkan untuk meyakinkan Mark untuk menginvestasikan $500,000 penuh. Lebih dari seminggu dari ide yang dibuat sketsa di serbet Starbucks hingga mendapatkan pendanaan. Ellis dan Noone akan memulai perjalanan liar yang nantinya akan menjadi salah satu kisah sukses yang baik. 

Ellis dan Noone berebut untuk mengikuti tingkat pertumbuhan nantinya akan mengakui bahwa dana dari Mark datang begitu cepat sehingga mereka sebenarnya tidak punya tempat untuk menyimpan dana tersebut. Dengan dana yang tersedia dan ambisi untuk menaklukkan tugas yang diberikan, mereka memulai tugas monumental untuk membuat roket yang sepenuhnya dicetak 3D. Hingga saat ini, Relativity Space telah berhasil mengumpulkan 2.3 miliar dolar selama 4 putaran.

Pembuatan aditif 

Ruang relativitas sekarang dihadapkan pada tugas monumental untuk membuat roket cetak 3d sepenuhnya untuk memajukan produksi kapal roket dengan lebih baik, mengurangi biaya, dan meningkatkan kesederhanaan desain. Ellis memahami bahwa printer 3D adalah jawabannya karena kemampuan mereka untuk menyederhanakan dan membuat sesuatu lebih cepat dan lebih murah daripada metode perkakas sebelumnya, dan sebagai bonus, teknologi baru ini lebih ramah lingkungan dan lebih hemat energi.

Waktu untuk pengujian berkurang dalam beberapa kasus hingga 10x. misalnya, generasi roket sebelumnya akan memakan waktu hingga 10 tahun untuk beralih dari teori ke produk yang layak, dan Ruang Relativitas dapat menghasilkan prototipe dalam waktu kurang dari 60 hari. Tapi itu tidak sesederhana membeli printer 3D logam dan memulai produksi, Relativity Space harus memproduksi printer 3D mereka sendiri dan bahkan merekayasa sendiri paduan mereka sendiri yang berasal dari spesialis logam tim mereka sendiri. Prestasi ini sangat besar dengan sendirinya apalagi sisa komplikasi yang ada saat merancang roket. 

Manufaktur aditif berdiri untuk menyelesaikan hampir semua masalah industri luar angkasa yang ada dengan jalur produksi, ini menghilangkan kebutuhan akan perkakas khusus, mempercepat waktu dari ide ke produk yang layak, dan memungkinkan ruang Relativitas untuk menguji dan menghasilkan iterasi yang jauh lebih banyak dalam waktu yang lebih singkat. daripada produsen roket lainnya. Ketika Anda berbicara tentang industri yang menangani jutaan dan bahkan miliaran kargo berharga, teknologi ini perlu dicoba, benar, dan diuji. Terlepas dari kendala ini, perusahaan telah menerima jumlah pemesanan di muka terbesar dari perusahaan luar angkasa sektor swasta mana pun dalam sejarah Amerika, memperkuat gagasan pencetakan 3D dan membuktikan bahwa investor siap untuk kemajuan teknologi dalam industri luar angkasa yang dibayangkan oleh Ellis dan Noone. . 

Volume industri luar angkasa

Masalah lama dengan perjalanan luar angkasa adalah keterjangkauan, ambang batas tinggi ini telah mencegah negara-negara yang lebih kecil untuk meluncurkan program luar angkasa. Diasumsikan juga bahwa perjalanan luar angkasa tidak akan pernah dapat dilakukan di sektor swasta sampai terbukti salah oleh SpaceX dan Blue Origin. Relativitas Ruang adalah pendatang baru yang mengganggu industri ini untuk memenuhi kebutuhan negara di seluruh dunia. Karena permintaan kami akan satelit dan peluncuran roket meningkat, permintaan untuk perjalanan luar angkasa tumbuh secara eksponensial. Saat ini, industri luar angkasa bernilai $350 miliar dolar dan menurut Morgan Stanley diperkirakan akan tumbuh menjadi $1.1 Triliun pada tahun 2040. 

Hampir 50% dari industri luar angkasa adalah peluncuran satelit, menyadari hal ini sektor swasta telah mengarahkan dirinya dengan cara yang lebih bermanfaat yang lebih sesuai untuk distribusi satelit di orbit rendah. Hal ini bermanfaat dalam lebih dari satu cara, kebutuhan akan kargo di luar angkasa semakin meningkat dan kami membutuhkan solusi yang paling sesuai untuk mengangkut jumlah besar dalam jarak jauh ke planet asing. Jika kita ingin melakukan terraform pada planet seperti Mars, kita perlu memiliki kemampuan untuk memproduksi dan berkreasi di planet ini, kita tidak dapat berharap untuk mengirimkan kargo sesuai kebutuhan ke planet yang jauhnya sebulan. 

Relativitas Ruang, dengan Terran 1 dan Terran R, sangat berfokus pada kebutuhan distribusi kargo. Terran 1 (85% 3d dicetak) akan memiliki muatan 2700 lbs, ini akan sangat didedikasikan untuk teknologi pengumpulan informasi saat mereka menguji dan bersiap untuk meluncurkan Terran R pada tahun 2024, Terran R (95% 3d dicetak) diharapkan memiliki muatan 44,000 lbs. Tarran 1 lebih cocok untuk misi orbit rendah, dengan Terran R memiliki tujuan untuk terbang ke mars pada tahun 2024. 

ruang relativitas

Ruang relativitas telah tumbuh menjadi perusahaan yang mendukung a Nilai 4.2 miliar dolar dan mengamankan lebih dari 1.3 juta kaki persegi ruang produksi dalam waktu yang sangat singkat. Perusahaan telah diberikan beberapa paten seputar teknologi pencetakan 3d dan bahkan beberapa paduannya. Perusahaan dapat melakukannya sebagian karena manufaktur internal penuh, di mana produsen roket lainnya bergantung pada rantai pasokan dan produsen luar. Relativitas Ruang melakukan ini sendiri di 1 dari 4 gudangnya yang tersebar di seluruh Amerika Serikat. Mereka tidak hanya berhasil menghadirkan semua teknologi yang diperlukan di rumah, mereka juga berhasil menjadi perusahaan keempat dalam sejarah cape Canaveral untuk memiliki landasan peluncuran khusus, mereka juga memiliki pangkalan di pangkalan angkatan udara Vandenberg. 

Teknologi milik Relativity Space telah memungkinkan mereka untuk memproduksi printer 3d yang baru dirancang menggunakan plasma arch discharge dan pengelasan laser dengan paduan aluminium dengan kecepatan 10 ″ per detik dari kawat las yang dirancang sepenuhnya di rumah. Hal ini memungkinkan mereka untuk menyesuaikan produk akhir dengan lebih baik agar sesuai dengan kebutuhan spesifik mereka dengan kecepatan yang belum pernah terlihat sebelumnya. Pembelajaran mesin mengoptimalkan desain yang lebih cair, dalam banyak kasus menghasilkan suku cadang yang hampir tidak mungkin dibuat.

Ellis dan timnya harus menyelesaikan beberapa tantangan teknis yang tidak terduga seperti bengkokan logam. Dalam hal ini, tim menyimpulkan bahwa pendekatan terbaik adalah mempelajari spesifikasi pasti dari warping yang melekat pada setiap paduan dan memanfaatkan algoritme pembelajaran mesin untuk menyesuaikan program mereka dengan lebih baik agar sesuai dengan paduan spesifik yang digunakan untuk proses tersebut. Ini memungkinkan mereka untuk menghitung dan menyesuaikannya untuk mengintegrasikan bengkokan bagian ke dalam pengukuran saat membuatnya. Ellis menyatakan bahwa sepanjang roket, algoritme ini telah menghasilkan toleransi dalam 2 seperseribu inci. Ini adalah contoh lain bagaimana pembelajaran mesin bermanfaat bagi manufaktur. 

Penyederhanaan meroket daftar prioritas

Dalam eksplorasi roket generasi sebelumnya, redundansi wajib untuk setiap keputusan yang dibuat oleh NASA. Jika terjadi potensi kegagalan, setiap bagian harus memiliki minimal satu bagian cadangan. Pemikiran ini dapat dilihat dalam keputusan teknik dan pembuatan selama beberapa iterasi roket NASA. Tapi di mana kita berdiri ketika tujuannya adalah untuk mengurangi suku cadang dan menyederhanakan pembuatan roket? Bagaimana ini akan mempengaruhi redundansi?

Dalam kasus Ruang Relatif, penyederhanaan roket bermanfaat untuk redundansi. Pengurangan jumlah suku cadang secara langsung berkorelasi dengan kemudahan perawatan dan kemampuan untuk mengganti atau memperbaiki suku cadang sesuai permintaan. Dengan kemajuan dalam pencetakan 3D dan penurunan persyaratan ukuran untuk printer berkualitas tinggi, sekarang printer 3D dapat digunakan di pesawat dalam penerbangan berawak dan berpotensi ditempatkan di planet terjajah.

Hal ini dapat dilihat di seluruh roket Terran 1 dan Terran T, dari nozel injeksi yang dihasilkan dari 1 bagian individu hingga sistem pendingin ruang ekspansi yang dicetak langsung ke permukaan yang dipanaskan. Penyederhanaan yang berlebihan ini menghasilkan suku cadang yang lebih andal dan hemat biaya yang dapat dibuat di mana saja yang dapat disesuaikan dengan printer. Ini juga akan mengurangi perawatan dan waktu henti karena kurangnya persyaratan praktis untuk membongkar dan memasang kembali komponen tersebut.