Relativity Space, 우주 산업을 재정의하는가?

과거 62년 동안, 미국 우주 산업은 인간이 상상할 수 있는 것보다 훨씬 빠른 속도로 우주를 향해 발전해 왔으며, 우리의 달에서부터 먼 태양계와 그 너머까지 도달했습니다. 하지만 이 산업이 기술과 제조 분야에서 가장 큰 변화를 경험할 것이라는 것을 알려드리면 어떨까요? Relativity Space와 SpaceX와 같은 회사들은 이 산업에서 가장 큰 기술과 제조 분야의 변화를 주도하고 있습니다. 이 글에서 우리는 Relativity Space가 이 목표를 달성하기 위해 어떤 기술과 발전을 이용하고 있는지 살펴보겠습니다.

Tim Ellis는 누구인가?

Tim Ellis를 더 잘 이해하기 위해 그의 과거를 살펴보아야 합니다. 젊은 시절, Tim은 레고에 대한 집착으로 인해 다중 작업과 초점을 맞출 수 있는 능력을 인식했습니다. 그래서 Tim은 아직도 그의 오른손 엄지에 영구적으로 구부린 자국을 가지고 있습니다.

엘리스는 남가주 대학교에서 시작했습니다. 여기서 그는 스크린라이터로 졸업하고 USC의 테마 옵션 프로그램을 공부했습니다. 그러나 신입생 오리엔테이션 동안, 그는 그의 전공을 항공 우주 공학으로 변경했습니다. 엘리스와 Relativity의 다른 공동 창립자이자 CTO인 Jordan Noone는 둘 다 USC의 로켓 추진 연구소에서 리더십을 맡았습니다. 그들은 학생들이 설계하고 제작한 최초의 로켓을 우주로 발사하는 데 도움을 주었습니다. USC에 다니는 동안 엘리스는 Blue Origin에서 3개의 인턴십을 가지게 되었습니다. 그리고 그는 과학 학사와 과학 석사 학위를 모두 취득했습니다.

졸업 후, 엘리스는 5년 동안 Blue Origin에서 풀타임으로 일했습니다. 그는 3D 프린팅 로켓 기술에 중점을 두었습니다. 나중에 그는 크루 캡슐 RCS 스러스터의 추진 개발 엔지니어로 일했습니다. 그는 Blue Origin에서 3D 프린팅을 내부화하는 데 기여한 것으로 인정받았습니다.

기원

엘리스와 노운은 로켓 추진을 도와주는 부가적인 제조 기술을 개발하는 데 시간을 보냈습니다. 그들은 이 기술이 우주 산업에 미치는 영향의 중대성을 인식하고 더 야심적인 로켓 제조 접근 방식을 추구하기로 결정했습니다.

엘리스와 노운은 2015년에 Relativity Space Industries를 설립했습니다. 초기에, 그들은 50만 달러의 시드 자금을 모금하려고 했습니다. 하지만 스타트업에서 자금을 모금하는 경험은 없었기 때문에, 엘리스는 마크 큐반에게 холод 이메일을 보냈습니다. 분명히 그의 이메일은 마크를 설득하여 전체 50만 달러를 투자하도록 만들었습니다. 아이디어를 스카이프 납킨에 그린 지 일주일 만에 자금을 확보했습니다. 엘리스와 노운은 이후로도 성공을 거두게 됩니다.

엘리스와 노운은 성장 속도를 따라가기 위해 애쓰고 있었지만, 마크로부터의 자금이 너무 빠르게 들어왔기 때문에, 실제로 자금을 입금할 곳이 없었습니다. 자금이 준비되고 목표를 달성할 의지가 있으면, 그들은 완전히 3D 프린팅된 로켓을 만드는 엄청난 작업을 시작했습니다. 현재 Relativity Space는 4라운드에서 23억 달러를 성공적으로 모금했습니다.

부가적인 제조

Relativity Space는 이제 완전히 3D 프린팅된 로켓을 만들기 위한 엄청난 작업에 직면했습니다. 로켓의 생산을 개선하고 비용을 줄이고 설계의 단순성을 증가시키기 위해 엘리스는 3D 프린터가 해법이라고 이해했습니다. 3D 프린터는 이전의 도구보다 더 빠르고 저렴하게 만들 수 있으며, 또한 더 깨끗하고 에너지 효율적인 기술입니다.

테스트에 소요되는 시간은 10배로 줄었습니다. 예를 들어, 이전의 로켓 세대는 이론에서 실제 제품까지 10년이 걸렸지만, Relativity Space는 60일 이내에 프로토タイプ를 제작할 수 있습니다. 하지만 3D 프린터를 구매하고 생산을 시작하는 것은 간단하지 않았습니다. Relativity Space는 자체 3D 프린터를 제작해야 했으며, 또한 자체 금속 전문가 팀이 개발한 알로이를 엔지니어링해야 했습니다. 이러한 업적은 로켓 설계의 복잡성과 함께 대단한 것입니다.

부가적인 제조는 생산 라인과 관련된 우주 산업의 대부분의 문제를 해결할 수 있습니다. 특수 도구의 필요성을 제거하고, 아이디어에서 실제 제품까지의 시간을 단축하며, Relativity Space는 다른 로켓 제조업체보다 더 짧은 기간에 더 많은 반복을 테스트하고 생산할 수 있습니다. 이러한 기술은 수백만 달러, 때로는 수십억 달러의贵重 화물을 다루는 산업에서 시도되고, 검증되고, 테스트되어야 합니다. 이러한 장애물에도 불구하고, 회사는 미국 사설 우주 회사의 역사상 가장 많은 사전 주문량을 보유하고 있으며, 3D 프린팅의 아이디어를 증명하고, 투자자가 우주 산업에서 Ellis와 Noone이 상상한 기술 발전에 준비되어 있음을 보여주고 있습니다.

Relativity Space 4g 프린터.

우주 산업의 부피

우주 여행의 오랜 문제는 비용이었습니다. 높은 임계점은 소규모 국가들이 우주 프로그램을 시작하는 것을 방해했습니다. 우주 여행이 사설 부문에서 실현 가능하지 않을 것이라고 가정했지만, SpaceX와 Blue Origin에 의해 반증되었습니다. Relativity Space는 이 산업을满足하기 위해 등장했습니다. 우리의 위성과 로켓 발사에 대한需求이 증가함에 따라 우주 여행의需求도 기하급수적으로 증가합니다. 현재 우주 산업은 3500억 달러로 평가되고 있으며, 모건 스탠利에 따르면 2040년까지 1.1조 달러로 성장할 것으로 예상됩니다.

우주 산업의 거의 50%는 위성 발사입니다. 이를 인식하고, 사설 부문은 위성의 분포를 낮은 궤도에 더 적합하도록 자신을 지향했습니다. 이것은 하나 이상의 방법으로 유익합니다. 우주에서 화물의 필요성이 증가하고 있으며, 우리는 외계 행성으로의 장거리 수송을 위해 대량의 화물을 수송할 수 있는 솔루션이 필요합니다. 만약우리가 화성과 같은 행성을 테라포밍하기를 원한다면, 우리는 필요한 화물을 언제든지 행성으로运送할 수 있을 것이라는 기대를 할 수 없습니다.

Relativity Space는 Terran 1과 Terran R을 통해 화물 분포의 필요성에 중점을 두고 있습니다. Terran 1 (85% 3D 프린팅)은 2700파운드의 화물을搭載할 것입니다. 이것은 정보 수집 기술에 전념할 것입니다. 테스트와 2024년 Terran R의 발사 준비를 위해, Terran R (95% 3D 프린팅)은 44,000파운드의 화물을 搭載할 것으로 예상됩니다. Terran 1은 저궤도 임무에 더 적합하고, Terran R은 2024년 화성으로 비행하는 것을 목표로 합니다.

Relativity Space

Relativity Space는 42억 달러의 평가를 보유한 회사로 성장했습니다. 또한 130만 제곱 피트의 제조 공간을 획득했습니다. 회사는 3D 프린팅 기술과 일부 알로이 관련 특허를 획득했습니다. 회사는 모든 필요한 기술을 자체적으로 개발하여, 다른 로켓 제조업체가 외부 공급망과 제조업체에 의존하는 것과는 다릅니다. Relativity Space는 미국 전역에 걸쳐 있는 4개의 창고 중 1곳에서 모든 것을 수행하고 있습니다. 필요한 기술을 모두 자체적으로 개발한 것 외에도, 그들은 케이프 캐내버럴에서 전용 발사대를 얻은 사례 중 4번째 회사입니다. 또한 반덴버그 공군 기지에도 기반을두고 있습니다.

Relativity Space의 독점 기술은 플라즈마 아크 방전과 레이저 용접을 사용하여 알루미늄 알로이를 10″당 1초의 속도로 용접하는 새로운 3D 프린터를 개발할 수 있었습니다. 이것은 그들이 이전에 불가능했던 부품을 제작할 수 있게 해주었습니다. 기계 학습은 더 유연한 설계를 최적화하고, 경우에 따라서는 거의 불가능한 부품을 제작할 수 있게 해줍니다.

엘리스와 그의 팀은 예상치 못한 기술적인 도전을 해결해야 했습니다. 예를 들어, 금속의歪曲입니다. 이 경우, 팀은 각 알로이의歪曲을 정확하게 배우고, 기계 학습 알고리즘을 사용하여 프로그램을 해당 알로이의 특성에 맞게 조정하는 것이 가장好的 접근 방식이라고 결론지었습니다. 이것은 그들이 부품을 생성할 때歪曲을 측정에 통합하여 허용할 수 있게 해주었습니다. 엘리스는 이 알고리즘이 로켓의 길이에서 2/1000의 인치 이내의 공差로 이어졌다고 말합니다. 이것은 기계 학습이 제조业에 어떻게 도움이 될 수 있는 또 다른 예입니다.

단순화가 우선 순위로 올라감

이전의 로켓 탐험 세대에서는, 모든 결정에 대해 중복성이 필수적이었습니다. NASA의 경우, 각 부품에 최소한 하나의 백업 부품이 필요했습니다. 이 생각은 NASA의 여러 로켓 세대의 엔지니어링과 제조 결정에 반영됩니다. 하지만 로켓의 제조를 단순화하고 부품의 수를 줄이려는 목표는 어떻게 될까요? 이것은 중복성에 어떤 영향을 미칠까요?

Relative Space의 경우, 로켓의 단순화는 중복성에 유익합니다. 부품의 수를 줄이는 것은 유지 보수와 부품을 변경 또는 수리하는 능력을 직접적으로 연관시킵니다. 3D 프린팅과 고성능 프린터의 감소된 크기 덕분에, 이제는有人 비행에서 기상에 3D 프린터를 搭載하는 것이 가능하며, 잠재적으로 식민지화된 행성에 설치할 수 있습니다.

이것은 Terran 1과 Terran T 로켓에서 볼 수 있습니다. 여기서 주입 노즐은 1개의 부품으로 제작되고, 확장 챔버의 냉각 시스템은加熱된 표면에 직접 프린팅됩니다. 이러한 단순화는 거의 모든 곳에서 프린터를 설치할 수 있는 더 신뢰할 수 있고 비용 효율적인 부품을 만들었습니다. 이것은 또한 부품을 분해하고 재조립하는 手作業의 필요성이 줄어듦으로써 유지 보수와 다운타임을 줄일 수 있습니다.