Vai relativitātes telpa pārveido kosmosa industriju?

Pēdējo 62 gadu laikā Amerikas kosmosa industrija ir izstrādājusi un attīstījusi savu ceļu kosmosā ātrāk, nekā cilvēki jebkad būtu spējuši iedomāties, sasniedzot mūsu pašu mēnesi līdz pat tālām Saules sistēmām un tālāk. Bet kā būtu, ja es jums teiktu, ka šī nozare drīz piedzīvos paradigmas maiņu tehnoloģijās. Uzņēmumi, piemēram, Relativity Space un SpaceX, virza vienu no lielākajām pārmaiņām tehnoloģijā un ražošanā, ko šī nozare var piedzīvot. Šajā rakstā mēs izpētīsim, kādas tehnoloģijas un adventes izmanto Relativitātes telpa, lai sasniegtu šo mērķi.

Kas ir Tims Eliss?

Lai labāk izprastu Timu Elisu, mums ir jāskatās tālāk atpakaļ. Būdams jauns vīrietis, Tims savu spēju īpaši fokusēties un veikt vairākus uzdevumus atpazina, pateicoties apsēstībai ar Lego, tik ļoti, ka Timam joprojām ir pastāvīgi saliekts labās rokas īkšķis, ko izraisīja ārkārtīgi daudz laika un pūļu, kas tika pavadīts, veidojot Lego.

Eliss sāka plkst University of Southern California, kur viņš plānoja beigt scenārista grādu un studēt USC tematisko iespēju programmas ietvaros. Tomēr pirmkursnieka orientācijas laikā viņš mainīja specialitāti uz kosmosa inženieriju. Ellis and Relativity cits līdzdibinātājs un CTO, Jordānija Neviens, abi ieņēma vadošus amatus USC Rocket Propulsion Lab. Raķešu piedziņas laboratorijā pavadītajā laikā Eliss un Nūns palīdzēja kosmosā palaist pirmo studentu izstrādāto un uzbūvēto raķeti. Apmeklējot USC, Eliss bija 3 stažējies ar Blue Origin un ieguva gan zinātņu bakalaura, gan maģistra grādu.

Pēc absolvēšanas Eliss turpināja pilnas slodzes darbu uzņēmumā Blue Origin 5 gadus, lielu uzmanību pievēršot 3D izdrukāts raķešu tehnoloģijas. Vēlāk viņš strādāja par dzinējspēka izstrādes inženieri uz apkalpes kapsulas RCS dzinējiem. Vēlāk viņš tiks atzīts par 3D drukāšanas ieviešanu zilajā izcelsmē. 

Izcelsme

Kamēr Eliss un Nūns pavadīja laiku, izstrādājot piedevu ražošanas tehnoloģijas, kas īpaši izstrādātas, lai palīdzētu raķešu dzinējspēkam, viņi apzinājās šīs tehnoloģijas nopietnību, ko rada kosmosa nozare, un nolēma raķešu ražošanā izmantot vērienīgāku pieeju. 

Eliss un Nūns 2015. gadā uzsāks Relativity Space Industries. Sākotnēji viņi mēģināja piesaistīt $ 500,000 XNUMX sākuma naudas, taču, kam nebija reālas pieredzes līdzekļu piesaistīšanā jaunizveidotajam uzņēmumam, Eliss izlēma. nolēma sūtīt aukstu e-pastu Markam Kubanam, acīmredzot viņa e-pasts būtu pietiekami pārliecinošs, lai pārliecinātu Marku ieguldīt visus 500,000 XNUMX USD. Vairāk nekā nedēļa no idejas, kas ieskicēta uz Starbucks salvetes, līdz finansējuma nodrošināšanai. Eliss un Nūns sāks savvaļas braucienu, kas vēlāk kļūs par unikālu veiksmes stāstu. 

Eliss un Nūns, kas centās sekot līdzi izaugsmes tempam, vēlāk atzina, ka Marka finansējums tika saņemts tik ātri, ka viņiem faktiski nebija, kur tos noguldīt. Ar līdzekļiem un ambīcijām, lai pārvarētu jebkuru uzdevumu, viņi sāka monumentālo uzdevumu radīt pilnībā 3D drukātas raķetes. Līdz šim Relativitātes telpa ir veiksmīgi savākusi 2.3 miljardus dolāru 4 kārtās.

Piedevu ražošana 

Relativitātes telpa tagad saskārās ar monumentālu uzdevumu izveidot pilnībā 3D drukātas raķetes, lai labāk veicinātu raķešu kuģu ražošanu, samazinātu izmaksas un palielinātu dizaina vienkāršību. Eliss saprata, ka 3D printeri ir atbilde uz šo jautājumu, jo tie spēj vienkāršot un radīt lietas ātrāk un lētāk nekā iepriekšējās instrumentu apstrādes metodes, un kā bonuss šī jaunā tehnoloģija bija zaļāka un energoefektīvāka.

Pārbaudes laiks dažos gadījumos tika samazināts par 10 reizēm. piemēram, iepriekšējām raķešu paaudzēm būtu vajadzīgi vairāk nekā 10 gadi, lai no teorijas kļūtu dzīvotspējīgs produkts, un Relativitātes telpa var radīt prototipus mazāk nekā 60 dienās. Taču tas nebija tik vienkārši, kā iegādāties metāla 3D printeri un sākt ražošanu, Relativity Space bija jāizgatavo pašiem savi 3D printeri un pat iekšēji jāizstrādā savi sakausējumi, kas iegūti no viņu komandas metāla speciālista. Šie varoņdarbi paši par sevi ir milzīgi, nemaz nerunājot par atlikušajām komplikācijām, kas pastāv, izstrādājot raķetes. 

Piedevu ražošana ļāva atrisināt gandrīz visas esošās kosmosa nozares problēmas ar ražošanas līnijām, tā novērš nepieciešamību pēc īpašiem instrumentiem, paātrina laiku no idejas līdz dzīvotspējīgam produktam un ļauj Relativitātes telpai pārbaudīt un ražot ievērojami vairāk iterāciju īsākā laika posmā. nekā jebkurš cits raķešu ražotājs. Kad jūs runājat par nozari, kas tirgo miljoniem un bieži vien pat miljardu vērtīgu kravu, šīs tehnoloģijas ir jāizmēģina, patiesi un pārbaudītas. Neskatoties uz šiem šķēršļiem, uzņēmums ir saņēmis vislielāko priekšpasūtījumu skaitu no jebkura privātā sektora kosmosa uzņēmuma Amerikas vēsturē, atbalstot 3D drukāšanas ideju un pierādot, ka investori ir gatavi tehnoloģiskajiem sasniegumiem kosmosa nozarē, ko paredzēja Ellis un Noone. . 

Kosmosa nozares apjoms

Ilgstošā kosmosa ceļojumu problēma ir bijusi pieejamība, šis augstais slieksnis ir atturējis mazākās valstis no kosmosa programmu uzsākšanas. Tika arī pieņemts, ka kosmosa ceļojumi nekad nebūs dzīvotspējīgi privātajā sektorā, kamēr SpaceX un Blue Origin nepierādīs, ka tie ir nepareizi. Relativitātes telpa ir jaunpienācējs, kas traucē šo nozari, lai apmierinātu valstu vajadzības visā pasaulē. Tā kā mūsu pieprasījums pēc satelītiem un raķešu palaišanas palielinās, pieprasījums pēc kosmosa ceļojumiem pieaug eksponenciāli. Šobrīd kosmosa industrijas vērtība ir 350 miljardi dolāru un saskaņā ar Morgan Stanley ir sagaidāms, ka tas pieaugs līdz USD 1.1 triljonam līdz 2040. gadam. 

Gandrīz 50% no kosmosa nozares ir satelītu palaišana, un to atzīstot, privātais sektors ir vadījis sevi utilitārākā veidā, kas ir labāk piemērots satelītu izplatīšanai zemā orbītā. Tas ir izdevīgi vairāk nekā vienā veidā, nepieciešamība pēc kravas kosmosā pieaug, un mums ir vajadzīgi risinājumi, kas ir vislabāk piemēroti lielu daudzumu pārvadāšanai lielos attālumos uz svešām planētām. lai ražotu un radītu uz planētas, mēs nevaram sagaidīt, ka kravas pēc vajadzības nosūtīsim uz planētas mēneša attālumā. 

Relativity Space ar Terran 1 un Terran R lielā mērā koncentrējas uz kravu sadales vajadzībām. Terran 1 (85% 3D drukāts) kravnesība būs 2700 mārciņas, un tas būs lielā mērā veltīts informācijas vākšanas tehnoloģijām uz kuģa, kamēr tās testēs un gatavojas Terran R palaišanai 2024. gadā. Paredzams, ka Terran R (95% 3D drukāts) kravnesība ir 44,000 1 mārciņas. Tarran 2024 ir labāk piemērots zemas orbītas misijām, un Terran R mērķis ir lidot uz Marsu XNUMX. gadā. 

Relativitātes telpa

Relativitātes telpa ir kļuvusi par uzņēmumu, kas atbalsta a Novērtējums 4.2 miljardu dolāru vērtībā un nodrošināt vairāk nekā 1.3 miljonus kvadrātpēdu ražošanas telpas ārkārtīgi īsā laikā. Uzņēmums ir bijis piešķīra vairākus patentus 3D drukāšanas tehnoloģijas un pat daži tā sakausējumi. Uzņēmums to daļēji var izdarīt, pateicoties pilnīgai iekšējai ražošanai, kur citi raķešu ražotāji paļaujas uz piegādes ķēdēm un ārējiem ražotājiem. Relativity Space to visu dara viens pats vienā no 1 noliktavām, kas atrodas visā ASV. Viņiem ne tikai ir izdevies ienest mājā visas nepieciešamās tehnoloģijas kļuva par ceturto uzņēmumu Kanaveras raga vēsturē lai viņiem būtu speciāla palaišanas platforma, viņiem ir arī bāze Vandenbergas gaisa spēku bāzē. 

Relativity Space patentētās tehnoloģijas ir ļāvušas viņiem ražot jaunizveidotus 3D printerus, izmantojot plazmas lokveida izlādi un lāzeru metināšanu ar alumīnija sakausējumiem ar ātrumu 10 collas sekundē no pilnībā iekšēji izstrādātas metināšanas stieples. Tas viņiem ir ļāvis labāk pielāgot galaproduktu, lai tas atbilstu viņu īpašajām vajadzībām ar vēl neredzētu ātrumu. Mašīnmācība optimizē plūstošāka konstrukcija, daudzos gadījumos ražojot detaļas, kuras citādi būtu gandrīz neiespējami izgatavot.

Elisam un viņa komandai bija jāatrisina vairākas neparedzētas tehniskas problēmas, piemēram, metāla deformācija. Šajā gadījumā komanda secināja, ka labākā pieeja ir uzzināt precīzas deformācijas specifikācijas, kas raksturīgas katram sakausējumam, un izmantot mašīnmācīšanās algoritmus, lai labāk pielāgotu programmas atbilstoši konkrētajam sakausējumam, kas tiek izmantots procesā. Tas ļāva viņiem attiecīgi aprēķināt un pielāgot, lai, veidojot daļu, integrētu daļas deformāciju mērījumos. Eliss norāda, ka visā raķetes garumā šis algoritms ir novedis pie pielaides 2 tūkstošdaļās collas. Šis ir vēl viens piemērs tam, kā mašīnmācīšanās dod labumu ražošanai. 

Vienkāršošana strauji paaugstina prioritāšu sarakstu

Iepriekšējās raķešu izpētes paaudzēs atlaišana bija obligāta katram NASA lēmumam. Iespējamas kļūmes gadījumā katrai daļai ir jābūt vismaz vienai rezerves daļai. Šo domāšanu var redzēt inženierzinātņu un ražošanas lēmumos vairākās NASA raķešu iterācijās. Bet kur mēs atrodamies, ja mērķis ir samazināt detaļu skaitu un vienkāršot raķešu ražošanu? Kā tas ietekmēs atlaišanu?

Relatīvās telpas gadījumā raķetes vienkāršošana ir izdevīga atlaišanai. Detaļu skaita samazinājums ir tieši saistīts ar apkopes vienkāršību un iespēju mainīt vai remontēt detaļas pēc pieprasījuma. Ņemot vērā progresu 3D drukāšanā un samazinātās prasības augstas kvalitātes printeriem, tagad ir iespējams 3D printerus ievietot lidmašīnās pilotējamos lidojumos un potenciāli izvietot uz kolonizētām planētām.

To var redzēt visās Terran 1 un Terran T raķetēs, sākot no to iesmidzināšanas sprauslām, kas ražotas no 1 atsevišķas daļas, līdz izplešanās kameru dzesēšanas sistēmām, kas tiek iespiestas tieši uz apsildāmajām virsmām. Šo pārmērīgo vienkāršojumu rezultātā ir iegūtas uzticamākas un rentablākas detaļas, kuras var izgatavot gandrīz jebkurā vietā, kur tās var pielāgot printerim. Tas arī ļaus samazināt apkopi un dīkstāves laiku, jo trūkst praktisku prasību demontāžai un daļas atkārtotai salikšanai.