Apakah Relativity Space Mengubah Industri Antariksa?

Selama 62 tahun terakhir, industri antariksa Amerika telah merancang dan mengembangkan cara untuk mencapai luar angkasa dengan kecepatan yang lebih cepat daripada yang pernah dibayangkan manusia, dari bulan kita sendiri hingga sistem surya yang jauh dan melampaui. Tapi apa jika saya memberitahu Anda bahwa industri ini akan mengalami pergeseran paradigma dalam teknologi. Perusahaan seperti Relativity Space dan SpaceX (SPCX ) memimpin salah satu pergeseran terbesar dalam teknologi dan manufaktur yang pernah dialami industri ini. Dalam artikel ini, kita akan menjelajahi teknologi dan kemajuan apa yang digunakan Relativity Space untuk mencapai tujuan ini.

Siapa Tim Ellis?

Untuk memahami Tim Ellis lebih baik, kita harus melihat ke belakang. Sebagai seorang pemuda, Tim mengenali kemampuannya untuk fokus dan multi-tugas melalui obsesinya dengan Lego, sehingga Tim masih memiliki ibu jari yang permanen bengkok di tangan kanannya karena waktu dan upaya yang ekstrem yang dihabiskan untuk membangun Lego.

Ellis memulai di Universitas Southern California, di mana dia berencana untuk lulus sebagai penulis skenario dan belajar sebagai bagian dari program Thematic Option USC. Namun, selama orientasi mahasiswa baru, dia mengubah jurusannya menjadi teknik penerbangan. Ellis dan co-pendiri Relativity lainnya dan CTO, Jordan Noone, keduanya memegang posisi kepemimpinan di Laboratorium Pendorong Roket USC. Selama waktu mereka di Laboratorium Pendorong Roket, Ellis dan Noone membantu meluncurkan roket pertama yang dirancang dan dibangun oleh mahasiswa ke luar angkasa. Sementara menghadiri USC Ellis memiliki 3 magang dengan Blue Origin dan memperoleh gelar Sarjana Sains dan Magister Sains.

Setelah lulus, Ellis melanjutkan untuk bekerja penuh waktu dengan Blue Origin selama 5 tahun, dengan fokus pada teknologi roket 3D cetak. Kemudian dia menjabat sebagai insinyur pengembangan pendorong pada pendorong RCS kapsul kru. Dia kemudian akan dikenal karena membawa teknologi cetak 3D ke dalam Blue Origin.

Asal-usul

Sementara Ellis dan Noone menghabiskan waktu mereka mengembangkan teknologi manufaktur tambahan yang dirancang khusus untuk membantu pendorong roket, mereka mengenali gravitasi dari dampak teknologi ini pada industri antariksa dan memutuskan untuk mengejar pendekatan yang lebih ambisius untuk manufaktur roket.

Ellis dan Noone akan meluncurkan Relativity Space Industries pada tahun 2015. Awalnya, mereka mencari untuk mengumpulkan $500.000 dalam dana awal, tetapi tanpa pengalaman nyata dalam mengumpulkan dana untuk perusahaan rintisan, Ellis pergi ke luar dan memutuskan untuk mengirim email dingin kepada Mark Cuban, ternyata emailnya cukup meyakinkan untuk membuat Mark berinvestasi $500.000 penuh. Dalam waktu satu minggu dari ide yang digambar di tisu napkin hingga mendapatkan pendanaan. Ellis dan Noone akan memulai perjalanan liar yang kemudian menjadi cerita sukses yang unik.

Ellis dan Noone, yang berusaha untuk mengikuti laju pertumbuhan, kemudian mengakui bahwa pendanaan dari Mark datang sangat cepat sehingga mereka sebenarnya tidak memiliki tempat untuk mendepositkan dana. Dengan dana yang ada dan ambisi untuk menaklukkan setiap tugas yang diberikan, mereka memulai tugas monumen untuk menciptakan roket yang sepenuhnya dicetak 3D. Hingga saat ini, Relativity Space telah berhasil mengumpulkan 2,3 miliar dolar dalam 4 putaran.

Manufaktur tambahan

Relativity Space sekarang menghadapi tugas monumen untuk menciptakan roket yang sepenuhnya dicetak 3D untuk meningkatkan produksi kapal roket, mengurangi biaya, dan meningkatkan kesederhanaan desain. Ellis memahami bahwa pencetak 3D adalah jawaban untuk ini karena kemampuan mereka untuk menyederhanakan dan menciptakan hal-hal lebih cepat dan lebih murah daripada metode tooling sebelumnya, dan sebagai bonus, teknologi ini lebih ramah lingkungan dan lebih hemat energi.

Waktu untuk pengujian dikurangi dalam beberapa kasus hingga 10 kali lipat. Misalnya, generasi roket sebelumnya membutuhkan waktu sekitar 10 tahun untuk berpindah dari teori ke produk yang layak, dan Relativity Space dapat menghasilkan prototipe dalam waktu kurang dari 60 hari. Tapi itu tidak semudah membeli pencetak 3D logam dan memulai produksi, Relativity Space harus memproduksi pencetak 3D mereka sendiri dan bahkan merancang alloy mereka sendiri yang berasal dari spesialis logam tim mereka. Prestasi ini sangat besar dan komplikasi yang ada saat merancang roket.

Manufaktur tambahan berpotensi untuk memecahkan hampir semua masalah yang ada dalam lini produksi industri antariksa, menghilangkan kebutuhan akan tooling khusus, mempercepat waktu dari ide ke produk yang layak, dan memungkinkan Relativity Space untuk menguji dan menghasilkan iterasi yang substantif dalam waktu yang lebih singkat daripada produsen roket lainnya. Ketika kita berbicara tentang industri yang menangani kargo yang berharga dalam jutaan dan seringkali milyaran dolar, teknologi ini perlu diuji, diverifikasi, dan diuji. Meskipun ada hambatan ini, perusahaan telah menerima jumlah pre-order terbesar dari perusahaan sektor swasta antariksa di Amerika, memperkuat gagasan tentang cetak 3D dan membuktikan bahwa investor siap untuk kemajuan teknologi dalam industri antariksa yang dilihat oleh Ellis dan Noone.

Relativity Space 4g printer.

Volume industri antariksa

Masalah lama dengan perjalanan antariksa telah menjadi biaya, ambang batas yang tinggi ini telah mencegah negara-negara yang lebih kecil meluncurkan program antariksa. Juga diasumsikan bahwa perjalanan antariksa tidak akan layak di sektor swasta sampai dibuktikan salah oleh SpaceX dan Blue Origin. Relativity Space adalah pendatang baru yang mengganggu industri ini untuk memenuhi kebutuhan negara-negara di seluruh dunia. Ketika permintaan kita untuk satelit dan peluncuran roket meningkat, permintaan untuk perjalanan antariksa tumbuh secara eksponensial. Saat ini, industri antariksa dinilai sebesar $350 miliar dolar dan menurut Morgan Stanley diperkirakan akan tumbuh menjadi $1,1 triliun (MS ) pada tahun 2040.

Hampir 50% dari industri antariksa adalah peluncuran satelit, mengakui hal ini, sektor swasta telah mengarahkan diri ke cara yang lebih utilitarian dan lebih sesuai dengan distribusi satelit di orbit rendah. Ini bermanfaat dalam lebih dari satu cara, kebutuhan akan kargo di luar angkasa tumbuh dan kita membutuhkan solusi yang terbaik untuk mengangkut kargo dalam jumlah besar selama jarak jauh ke planet asing. Jika kita ingin mengubah planet seperti Mars, kita perlu memiliki kemampuan untuk memproduksi dan menciptakan di planet, kita tidak bisa mengharapkan untuk mengirim kargo sesuai kebutuhan ke planet yang jauh.

Relativity Space, dengan Terran 1 dan Terran R, sangat fokus pada kebutuhan distribusi kargo. Terran 1 (85% dicetak 3D) akan memiliki muatan sebesar 2700 pon, ini akan didedikasikan untuk teknologi pengumpulan informasi di atasnya karena mereka menguji dan mempersiapkan untuk meluncurkan Terran R pada tahun 2024, Terran R (95% dicetak 3D) diharapkan memiliki muatan sebesar 44.000 pon. Tarran 1 lebih sesuai untuk misi orbit rendah, dengan Terran R memiliki tujuan untuk terbang ke Mars pada tahun 2024.

Relativity space

Relativity Space telah tumbuh menjadi perusahaan yang mempertahankan nilai sebesar $4,2 miliar dan mengamankan lebih dari 1,3 juta kaki persegi ruang manufaktur dalam waktu yang sangat singkat. Perusahaan ini telah diberikan beberapa paten seputar teknologi cetak 3D dan beberapa alloy mereka. Perusahaan dapat melakukannya sebagian karena manufaktur penuh di dalam, di mana produsen roket lainnya bergantung pada rantai pasokan dan produsen luar. Relativity Space melakukan semua ini sendiri di salah satu dari 4 gudang yang tersebar di seluruh Amerika Serikat. Tidak hanya mereka berhasil membawa semua teknologi yang diperlukan ke dalam, mereka juga berhasil menjadi perusahaan keempat dalam sejarah Cape Canaveral yang memiliki landasan peluncuran khusus, mereka juga memiliki basis di Pangkalan Angkatan Udara Vandenberg.

Teknologi milik Relativity Space telah memungkinkan mereka untuk memproduksi pencetak 3D yang dirancang baru yang menggunakan plasma busur pembuangan dan pengelasan laser dengan alloy aluminium pada kecepatan 10 inci per detik kawat pengelasan yang dirancang sepenuhnya di dalam. Ini telah memungkinkan mereka untuk menyesuaikan produk akhir untuk memenuhi kebutuhan mereka dengan kecepatan yang belum pernah terlihat sebelumnya. Pembelajaran mesin mengoptimalkan desain yang lebih fluid, dalam banyak kasus menghasilkan bagian yang lainnya hampir tidak mungkin untuk diproduksi.

Ellis dan timnya harus menyelesaikan beberapa tantangan teknis yang tidak terduga seperti perangkaan logam. Dalam kasus ini, tim menyimpulkan bahwa pendekatan terbaik adalah mempelajari spesifikasi perangkaan yang melekat pada setiap alloy dan menggunakan algoritma pembelajaran mesin untuk menyesuaikan program mereka untuk memenuhi alloy yang digunakan dalam proses. Ini memungkinkan mereka untuk menghitung dan menyesuaikan untuk mengintegrasikan perangkaan bagian ke dalam pengukuran saat menciptakannya. Ellis menyatakan bahwa sepanjang panjang roket, algoritma ini telah menghasilkan toleransi dalam 2 ribuan inci. Ini adalah contoh lain tentang bagaimana pembelajaran mesin dapat bermanfaat dalam manufaktur.

Penyederhanaan roket meningkat ke atas daftar prioritas

Dalam generasi sebelumnya dari eksplorasi roket, redundansi adalah wajib untuk setiap keputusan yang dibuat oleh NASA. Dalam kasus kegagalan potensial, setiap bagian memerlukan setidaknya satu bagian cadangan. Pola pikir ini dapat dilihat dalam keputusan desain dan manufaktur sepanjang beberapa iterasi roket NASA. Tapi di mana kita berdiri ketika tujuan adalah untuk mengurangi bagian dan menyederhanakan manufaktur roket? Bagaimana ini akan mempengaruhi redundansi?

Dalam kasus Relativity Space, penyederhanaan roket bermanfaat bagi redundansi. Pengurangan jumlah bagian secara langsung berkorelasi dengan kemudahan perawatan dan kemampuan untuk mengubah atau memperbaiki bagian sesuai kebutuhan. Dengan kemajuan dalam teknologi cetak 3D dan pengurangan ukuran yang diperlukan untuk pencetak berkualitas tinggi, sekarang memungkinkan untuk memiliki pencetak 3D di atas pesawat dalam penerbangan berawak dan potensialnya dapat ditempatkan di planet yang dikolonisasi.

Hal ini dapat dilihat sepanjang roket Terran 1 dan Terran T, dari nozel injeksi yang diproduksi dari satu bagian individu hingga sistem pendingin ruang ekspansi yang dicetak langsung ke permukaan yang dipanaskan. Penyederhanaan ini telah menghasilkan bagian yang lebih andal dan efektif biaya yang dapat dibuat hampir di mana saja mereka dapat memasang pencetak. Ini juga akan memungkinkan untuk mengurangi perawatan dan waktu henti karena tidak adanya kebutuhan tangan untuk membongkar dan merakit kembali bagian.