Харьцангуй сансар огторгуйн салбарыг дахин хэлбэржүүлж байна уу?

Өнгөрсөн 62 жилийн хугацаанд Америкийн сансар огторгуйн салбар хүн төрөлхтний төсөөлж байснаас ч илүү хурдтайгаар сансар огторгуйд нэвтэрч, алс холын нарны систем болон цаашлаад манай саранд хүрч чадсан юм. Гэхдээ энэ салбар технологийн парадигмын өөрчлөлтийг мэдрэх гэж байна гэж хэлвэл яах вэ? Relativity Space, SpaceX зэрэг компаниуд технологийн болон үйлдвэрлэлийн салбарт хэзээ нэгэн цагт тохиолдож болох хамгийн том өөрчлөлтүүдийн нэгийг тэргүүлж байна. Энэ нийтлэлд бид Харьцангуй орон зай энэ зорилгод хүрэхийн тулд ямар технологи, нээлтүүдийг ашиглаж байгааг судлах болно.

Тим Эллис гэж хэн бэ?

Тим Эллисийг илүү сайн ойлгохын тулд бид цаашаа эргэж харах хэрэгтэй. Залуу байхдаа Тим Лего-д хэт их анхаарал хандуулж, олон ажлыг хийх чадвараа хүлээн зөвшөөрсөн тул Тим Лего бүтээхэд зарцуулсан асар их цаг хугацаа, хүчин чармайлтын улмаас баруун гартаа эрхий хуруугаа байнга нугалав.

Эллис эхэлжээ Өмнөд Калифорнийн их сургууль, тэрээр дэлгэцийн зохиолч мэргэжлээр төгсөж, USC-ийн сэдэвчилсэн сонголтын хөтөлбөрийн нэг хэсэг болгон суралцахаар төлөвлөж байсан. Гэсэн хэдий ч нэгдүгээр курсын чиг баримжаа олгохдоо тэрээр мэргэжлээ сансрын инженерээр сольсон. Ellis and Relativity-ийн бусад үүсгэн байгуулагч, CTO, Жордан Noone, хоёулаа USC-ийн Rocket Propulsion Lab-д удирдах албан тушаал хашиж байсан. Пуужин хөдөлгүүрийн лабораторид байх хугацаандаа Эллис, Ноон нар анхны оюутны зохион бүтээсэн пуужинг сансарт хөөргөхөд тусалсан. USC Ellis-д суралцах хугацаандаа Blue Origin-д 3 удаа дадлага хийж, шинжлэх ухааны бакалавр, шинжлэх ухааны магистрын зэрэг хамгаалсан.

Эллис сургуулиа төгсөөд 5 жилийн турш Blue Origin компанид бүтэн цагаар ажиллаж, 3D хэвлэсэн пуужингийн технологи. Хожим нь тэрээр багийн капсул RCS хөдөлгүүрт хөдөлгүүрийг хөгжүүлэх инженерээр ажилласан. Хожим нь тэрээр дотооддоо 3D хэвлэлтийг цэнхэр гарал үүсэлтэй болгосон гэж үнэлэгдэх болно. 

Гарал үүсэл

Эллис, Ноон нар пуужингийн жолоодлогод туслах зорилгоор тусгайлан боловсруулсан нэмэлт үйлдвэрлэлийн технологийг хөгжүүлэхэд цаг заваа зарцуулсан ч энэ технологийн сансрын салбарт үзүүлэх нөлөөллийн хүндийн хүчийг хүлээн зөвшөөрч, пуужин үйлдвэрлэхэд илүү амбицтай хандлагыг баримтлахаар шийджээ. 

Эллис, Noone нар 2015 онд Харьцангуй сансрын үйлдвэрүүдийг эхлүүлэхээр төлөвлөж байсан. Эхэндээ тэд 500,000 долларын үрийн мөнгө босгохыг эрэлхийлсэн боловч гарааны бизнест хөрөнгө босгох бодит туршлагагүй байсан тул Эллис хөл дээрээ боссон. Марк Кубан руу хүйтэн имэйл илгээхээр шийдэв, түүний имэйл нь Маркийг 500,000 долларын хөрөнгө оруулалт хийхийг итгүүлэхэд хангалттай байх болно. Starbucks-ийн салфетка дээр зурсан санаанаас эхлээд санхүүжилт авах хүртэл долоо хоног гаруй. Эллис, Ноон хоёр хожим амжилтын түүхийн нэг болох зэрлэг аялалыг эхлүүлнэ. 

Өсөлтийн хурдыг гүйцэхээр чармайж байсан Эллис, Ноон нар Маркаас санхүүжилт маш хурдан ирсэн тул мөнгөө байршуулах газаргүй болсныг хожим хүлээн зөвшөөрсөн. Санхүүжилттэй, аливаа ажлыг даван туулах хүсэл тэмүүллээр тэд бүрэн 3D хэвлэсэн пуужин бүтээх гайхалтай ажлыг эхлүүлсэн. Өнөөдрийг хүртэл Харьцангуй орон зай 2.3 тойргийн турш 4 тэрбум долларыг амжилттай цуглуулжээ.

Нэмэлт үйлдвэрлэл 

Харьцангуйн орон зай одоо пуужингийн хөлөг онгоцны үйлдвэрлэлийг сайжруулах, зардлыг бууруулж, дизайны энгийн байдлыг нэмэгдүүлэхийн тулд бүрэн 3D хэвлэсэн пуужинг бүтээх томоохон зорилттой тулгарч байна. Эллис 3D принтерүүд нь өмнөх багаж хэрэгслийн аргуудаас илүү хурдан бөгөөд хямд зүйлийг хялбарчилж, бүтээх чадвартайн улмаас үүний хариулт гэдгийг ойлгосон бөгөөд урамшуулал болгон энэ шинэ технологи нь илүү ногоон, эрчим хүчний хэмнэлттэй байсан.

Туршилт хийх хугацааг зарим тохиолдолд 10 дахин багасгасан. жишээлбэл, өмнөх үеийн пуужингууд онолоос бодит бүтээгдэхүүн болтол 10 гаруй жил шаардагддаг ба Харьцангуй орон зай нь 60 хүрэхгүй хоногийн дотор туршилтын загвар гаргах боломжтой. Гэхдээ энэ нь метал 3D принтер худалдаж аваад үйлдвэрлэлээ эхлүүлэх шиг тийм ч энгийн зүйл биш байсан тул Харьцангуй орон зай өөрсдийн 3D хэвлэгчийг үйлдвэрлэж, тэр ч байтугай багийнхаа металлын мэргэжилтэнээс гаргаж авсан хайлшаа дотооддоо инженерчлэх шаардлагатай болсон. Пуужин зохион бүтээхэд тулгарч буй хүндрэл бэрхшээлийг эс тооцвол эдгээр амжилтууд нь асар том юм. 

Нэмэлт үйлдвэрлэл нь сансрын салбарын одоо байгаа бараг бүх асуудлыг үйлдвэрлэлийн шугамаар шийдэж, тусгай багаж хэрэгслийн хэрэгцээг арилгаж, санаанаас бодит бүтээгдэхүүн хүртэлх хугацааг хурдасгаж, Харьцангуйн орон зайг богино хугацаанд туршиж, илүү олон давталт хийх боломжийг олгодог. бусад пуужин үйлдвэрлэгчээс илүү. Хэрэв та сая сая, тэр байтугай тэрбумаар үнэ цэнэтэй ачаа тээвэрлэдэг салбарын тухай ярих юм бол эдгээр технологийг туршиж үзэх, үнэн зөв, туршиж үзэх шаардлагатай. Эдгээр саад бэрхшээлийг үл харгалзан тус компани Америкийн түүхэн дэх хувийн хэвшлийн сансрын компаниудаас хамгийн олон тооны урьдчилсан захиалгыг хүлээн авсан нь 3D хэвлэх санааг бэхжүүлж, хөрөнгө оруулагчид Эллис, Нооне хоёрын төсөөлж байсан сансрын салбарын технологийн дэвшилд бэлэн байгааг нотолсон юм. . 

Сансрын салбарын хэмжээ

Сансарт аялахтай холбоотой удаан хугацааны асуудал бол боломжийн үнэ байсан бөгөөд энэ өндөр босго нь жижиг улс орнуудад сансрын хөтөлбөр хэрэгжүүлэхэд саад болж байна. Мөн SpaceX болон Blue Origin нар буруугаа батлах хүртэл сансарт аялах нь хувийн хэвшилд хэзээ ч хэрэгжих боломжгүй гэж таамаглаж байсан. Харьцангуй орон зай бол дэлхий даяарх улс орнуудын хэрэгцээг хангахын тулд энэ салбарыг тасалдуулж буй шинэ хүн юм. Хиймэл дагуул, пуужин хөөргөх бидний эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэхийн хэрээр сансрын аялалын эрэлт хэрэгцээ эрс нэмэгдэж байна. Одоогийн байдлаар сансрын салбар 350 тэрбум доллараар үнэлэгдэж байна Morgan Stanley-ийн үзэж байгаагаар 1.1 их наяд доллар болж өсөх төлөвтэй байна 2040 он гэхэд. 

Сансрын салбарын бараг 50% нь хиймэл дагуул хөөргөх бөгөөд үүнийг хувийн хэвшлийнхэн хүлээн зөвшөөрч, хиймэл дагуулыг бага тойрог замд түгээхэд илүү ашигтай байдлаар удирдан чиглүүлэв. Энэ нь нэг талаас илүү ашигтай, сансарт ачаа тээвэрлэх хэрэгцээ улам бүр нэмэгдэж байгаа бөгөөд бидэнд их хэмжээний ачааг гадаад гаригууд руу хол зайд зөөхөд хамгийн тохиромжтой шийдэл хэрэгтэй байна. Хэрэв бид Ангараг шиг гарагийг терраформ хийх гэж байгаа бол бидэнд ийм чадвартай байх хэрэгтэй. Дэлхий дээр үйлдвэрлэж, бүтээхийн тулд бид нэг сарын зайтай гариг ​​руу ачаа тээвэрлэнэ гэж найдаж болохгүй. 

Terran 1 ба Terran R-тэй харьцангуйн орон зай нь ачаа түгээлтийн хэрэгцээнд ихээхэн анхаарал хандуулдаг. Terran 1 (85% 3D хэвлэсэн) нь 2700 фунт жинтэй байх бөгөөд 2024 онд Terran R-ийг турших, хөөргөхөөр бэлтгэж буй мэдээлэл цуглуулах технологид ихээхэн зориулагдсан болно. 95 фунт жинтэй. Tarran 3 нь бага тойрог замд илүү тохиромжтой, Terran R нь 44,000 онд Ангараг гараг руу нисэх зорилготой. 

Харьцангуйн орон зай

Харьцангуйн орон зай нь хүчирхэгжсэн компани болж өссөн 4.2 тэрбум долларын үнэлгээтэй маш богино хугацаанд 1.3 сая хавтгай дөрвөлжин фут үйлдвэрлэлийн талбайг баталгаажуулсан. Компани нь байсан хэд хэдэн патент олгосон 3D хэвлэх технологи, тэр ч байтугай зарим хайлшийг тойрсон. Бусад пуужин үйлдвэрлэгчид нийлүүлэлтийн сүлжээ болон гадны үйлдвэрлэгчдэд тулгуурладаг дотооддоо бүрэн үйлдвэрлэлийн ачаар компани үүнийг хийж чадна. Харьцангуй орон зай нь АНУ даяар тархсан 1 агуулахынхаа 4-д нь энэ бүхнийг дангаараа хийж байна. Тэд зөвхөн шаардлагатай бүх технологийг гэртээ авчирч чадсангүй Канаверал хошууны түүхэн дэх дөрөв дэх компани болжээ Тусгай хөөргөх талбайтай болохын тулд тэд Ванденберг агаарын цэргийн баазад баазтай. 

Relativity Space-ийн өмчлөлийн технологи нь плазмын нуман хаалга, лазерын гагнуурын секундэд 3 ″ гагнуурын утсыг ашиглан шинээр зохион бүтээсэн 10D принтер үйлдвэрлэх боломжийг тэдэнд олгосон. Энэ нь тэдэнд урьд өмнө хэзээ ч байгаагүй хурдаар эцсийн бүтээгдэхүүнээ өөрсдийн хэрэгцээнд нийцүүлэн тохируулах боломжийг олгосон. Машины сургалтыг оновчтой болгодог илүү шингэн загвар, ихэнх тохиолдолд үйлдвэрлэхэд бараг боломжгүй хэсгүүдийг үйлдвэрлэдэг.

Эллис болон түүний баг металлын эвдрэл гэх мэт урьдчилан тооцоолоогүй техникийн хэд хэдэн сорилтыг шийдвэрлэх шаардлагатай болсон. Энэ тохиолдолд хамгийн сайн арга бол хайлш тус бүрд хамаарах гажилтын тодорхой үзүүлэлтүүдийг судалж, процесст ашиглаж буй хайлшийн онцлогт тохируулан програмуудаа илүү сайн тохируулахын тулд машин сургалтын алгоритмуудыг ашиглах явдал гэж багийнхан дүгнэжээ. Энэ нь эд ангиудыг үүсгэх үед хэмжилтийн эвдрэлийг нэгтгэхийн тулд тооцоолж, тохируулах боломжийг олгосон. Эллис хэлэхдээ, пуужингийн уртын туршид энэхүү алгоритм нь инчийн 2 мянганы дотор тэсвэрлэх чадварт хүргэсэн. Энэ бол машин сурах нь үйлдвэрлэлд хэрхэн ашиг тустай байдгийн бас нэг жишээ юм. 

Хялбарчлах нь нэн тэргүүнд тавигдах жагсаалтыг дээшлүүлж байна

Өмнөх үеийн пуужингийн хайгуулын үед НАСА-аас гаргасан шийдвэр болгонд нэмэлт ажил хийх шаардлагатай байсан. Боломжит гэмтэл гарсан тохиолдолд хэсэг бүр дор хаяж нэг нөөцтэй байх шаардлагатай. Энэхүү сэтгэлгээг НАСА-гийн пуужингийн хэд хэдэн давталтын туршид инженерийн болон үйлдвэрлэлийн шийдвэрээс харж болно. Гэхдээ эд ангиудыг цөөлж, пуужингийн үйлдвэрлэлийг хялбарчлах зорилготой байхад бид хаана зогсох вэ? Энэ нь орон тооны цомхотголд хэрхэн нөлөөлөх вэ?

Харьцангуй орон зайн хувьд пуужинг хялбарчлах нь илүүдэлтэй болоход тустай. Хэсгийн тоо багассан нь засвар үйлчилгээ хийхэд хялбар, хэрэгцээний дагуу эд ангиудыг өөрчлөх, засах чадвартай шууд хамааралтай. 3D хэвлэх дэвшил, өндөр чанартай принтерийн хэмжээ багассанаар одоо нисгэгчтэй нислэгийн онгоцонд 3D принтер суулгаж, колоничлогдсон гаригуудад байрлуулах боломжтой болсон.

Үүнийг Terran 1 ба Terran T пуужингийн бүх хэсэгт харж болно, тэдгээрийн 1 бие даасан хэсгээс үйлдвэрлэсэн тарилгын хошуунаас эхлээд халаасан гадаргуу дээр шууд хэвлэгддэг өргөтгөх камерын хөргөлтийн систем хүртэл. Эдгээр хэт хялбарчлууд нь илүү найдвартай, хэмнэлттэй эд ангиудыг хэвлэгч төхөөрөмжид тааруулахын тулд хаана ч хийх боломжтой болгосон. Энэ нь мөн эд ангиудыг задлах, угсрахдаа практик шаардлага байхгүйгээс засвар үйлчилгээ, зогсолтыг багасгах боломжийг олгоно.