Да ли релативности свемир преобликује свемирску индустрију?

Током протекле 62 године, америчка свемирска индустрија је пројектовала и развила свој пут у свемир брзином бржом него што су људи икада могли да замисле, посежући за нашим сопственим месецом све до удаљених соларних система и шире. Али шта ако вам кажем да ће ова индустрија доживети промену парадигме у технологијама. Компаније као што су Релативити Спаце и СпацеКс предводе једну од највећих промена у технологији и производњи коју индустрија може икада доживети. У овом чланку ћемо истражити које технологије и наступе Релативити Спаце користи да би постигао овај циљ.

Ко је Тим Елис?

Да бисмо боље разумели Тима Елиса, морамо да погледамо даље. Као младић, Тим је препознао своју способност хипер-фокусирања и обављања више задатака кроз своју опсесију Лего-ом, толико да Тим и даље има трајно савијен палац на десној руци због екстремне количине времена и труда утрошеног на прављење Лего-а.

Елис је почео у Универзитет Јужне Калифорније, где је планирао да дипломира као сценариста и студира у оквиру програма УСЦ Тхематиц Оптион. Међутим, током своје бруцошке оријентације, пребацио је свој смер на ваздухопловно инжењерство. Други суоснивач и технички директор компаније Еллис анд Релативити, Јордан Нооне, обоје су били на руководећим позицијама у УСЦ-овој лабораторији за ракетни погон. Током свог боравка у Лабораторији за ракетни погон, Елис и Ноун су помогли у лансирању прве ракете коју су студенти дизајнирали и направили у свемир. Док је похађао УСЦ Еллис је имао 3 праксе у Блуе Оригин-у и стекао је и диплому и магистар наука.

Након дипломирања, Еллис је наставио да ради пуно радно време са Блуе Оригин-ом 5 година, у великој мери се фокусирајући на 3Д штампано ракетне технологије. Касније је радио као инжењер за развој погона на РЦС потисницима са капсулом за посаду. Касније ће бити заслужан за довођење 3Д штампања у кућу до плавог порекла. 

Корени

Док су Еллис и Нооне проводили своје време у развоју адитивних производних технологија посебно дизајнираних да помогну у ракетном погону, они су препознали тежину утицаја ове технологије на свемирску индустрију и одлучили да следе амбициознији приступ производњи ракета. 

Еллис и Нооне би покренули Релативити Спаце Индустриес 2015. У почетку су настојали да прикупе 500,000 долара почетног новца, али без стварног искуства у прикупљању средстава за почетак, Еллис је био на удовима и одлучио да пошаље хладну е-пошту Марку Кубану, очигледно би његова е-пошта била довољно убедљива да убеди Марка да уложи пуних 500,000 долара. Више од недељу дана од идеје скициране на Старбуцкс салвети до обезбеђивања финансирања. Елис и Ноне би започели дивљу вожњу која ће касније постати јединствена прича о успеху. 

Елис и Ноун који су се трудили да одрже корак са стопом раста касније су признали да су средства од Марка дошла тако брзо да заправо нису имали где да положе средства. Са расположивим средствима и амбицијом да освоје било који задатак, започели су монументални задатак стварања потпуно 3Д штампаних ракета. До данас, Релативити Спаце је успешно прикупио 2.3 милијарде долара током 4 рунде.

Производња адитива 

Релативни простор је сада био суочен са монументалним задатком да креира потпуно 3Д штампане ракете како би се унапредила производња ракетних бродова, смањила цена и повећала једноставност дизајна. Елис је схватио да су 3Д штампачи одговор на ово због своје способности да поједноставе и креирају ствари брже и јефтиније од претходних метода алата, а као бонус, ова нова технологија је била зеленија и енергетски ефикаснија.

Време до тестирања је у неким случајевима смањено за 10 пута. на пример, претходним генерацијама ракета било би потребно више од 10 година да пређу од теорије до одрживог производа, а Релативити Спаце може да произведе прототипове за мање од 60 дана. Али то није било тако једноставно као куповина металног 3Д штампача и почетак производње, Релативити Спаце је морао да произведе сопствене 3Д штампаче, па чак и да интерно произведе сопствене легуре добијене од стручњака за метал свог тима. Ови подвиги су сами по себи огромни, а камоли о преосталим компликацијама које постоје при пројектовању ракета. 

Адитивна производња је решила скоро све постојеће проблеме свемирске индустрије са производним линијама, елиминише потребу за посебним алатима, убрзава време од идеје до одрживог производа и омогућава простору Релативности да тестира и произведе знатно више итерација у краћем периоду него било који други произвођач ракета. Када говорите о индустрији која се бави милионима, а често чак и милијардама вредног терета, ове технологије морају бити испробане, истините и тестиране. Упркос овим препрекама, компанија је добила највећи број преднаруџби од било које компаније из приватног сектора у свемиру у америчкој историји, подржавајући идеју 3Д штампања и доказујући да су инвеститори спремни за технолошки напредак у свемирској индустрији који су Еллис и Нооне замислили . 

Обим свемирске индустрије

Дугогодишњи проблем са свемирским путовањима била је приступачност, овај високи праг је спречио мање нације да покрену свемирске програме. Такође се претпостављало да свемирска путовања никада неће бити одржива у приватном сектору све док СпацеКс и Блуе Оригин не покажу да су погрешни. Релативити Спаце је новина која омета ову индустрију да би задовољила потребе нација широм света. Како наша потражња за сателитима и лансирањима ракета расте, потражња за свемирским путовањима расте експоненцијално. Тренутно је свемирска индустрија процењена на 350 милијарди долара и према Морган Станлеи-у се очекује да порасте на 1.1 билион долара до 2040. 

Скоро 50% свемирске индустрије су лансирања сателита, препознајући да се приватни сектор усмеравао на утилитарнији начин који је погоднији за дистрибуцију сателита у ниској орбити. Ово је корисно на више начина, потреба за теретом у свемиру расте и потребна су нам решења која су најпогоднија за транспорт великих количина на велике удаљености до страних планета. Ако желимо да терраформирамо планету попут Марса, мораћемо да имамо способност да производимо и стварамо на планети, не можемо очекивати да ћемо испоручити терет по потреби на планету удаљену месец дана. 

Релативити Спаце, са Терраном 1 и Терран Р, се у великој мери фокусира на потребе дистрибуције терета. Терран 1 (85% 3д штампан) ће имати носивост од 2700 лбс, ово ће бити у великој мери посвећено технологијама за прикупљање информација на броду док се тестирају и припремају за лансирање Терран Р 2024. године, очекује се да ће Терран Р (95% 3д штампан) имају носивост од 44,000 лбс. Тарран 1 је погоднији за мисије на ниским орбитама, а Терран Р има циљ да одлети на Марс 2024. 

Простор релативности

Простор релативности је прерастао у компанију која подржава а Процена од 4.2 милијарде долара и обезбеђивање преко 1.3 милиона квадратних метара производног простора у изузетно кратком периоду. Компанија је била доделио неколико патената окружујући своје технологије 3Д штампања, па чак и неке од његових легура. Компанија то може да уради делимично због потпуне производње у кући, где се други произвођачи ракета ослањају на ланце снабдевања и спољне произвођаче. Релативити Спаце све ово ради самостално у једном од своја 1 складишта широм Сједињених Држава. Не само да су успели да унесу све потребне технологије у кућу, већ су и успели постала четврта компанија у историји рта Канаверал да имају наменску лансирну рампу, такође имају базу у ваздухопловној бази Ванденберг. 

Власничке технологије компаније Релативити Спаце омогућиле су им да производе новодизајниране 3Д штампаче који користе пражњење плазма луком и ласерско заваривање легура алуминијума брзином од 10″ у секунди жице за заваривање дизајниране у потпуности у компанији. Ово им је омогућило да боље подесе крајњи производ тако да одговара њиховим специфичним потребама при никада раније виђеним брзинама. Машинско учење оптимизује флуиднији дизајн, у многим случајевима производи делове које би иначе било готово немогуће произвести.

Елис и његов тим морали су да реше неколико непредвиђених техничких изазова као што је савијање метала. У овом случају, тим је закључио да је најбољи приступ научити тачне спецификације савијања својствене свакој легури и користити алгоритме машинског учења како би боље прилагодили своје програме тако да одговарају специфичној легури која се користи за процес. То им је омогућило да израчунају и прилагоде у складу са тим како би интегрисали савијање дела у мерења приликом његовог креирања. Елис наводи да је по дужини ракете овај алгоритам довео до толеранције унутар 2 хиљаде инча. Ово је још један пример како машинско учење користи производњи. 

Поједностављење уздиже листу приоритета

У претходним генерацијама истраживања ракета, редундантност је била обавезна за сваку одлуку коју је донела НАСА. У случају потенцијалног квара сваки део мора да има најмање један резервни део. Ово размишљање се може видети у инжењерским и производним одлукама током неколико итерација НАСА ракета. Али где смо када је циљ смањење делова и поједностављење производње ракета? Како ће то утицати на редунданцију?

У случају релативног простора, поједностављење ракете је корисно за редундантност. Смањење броја делова је директно повезано са лакоћом одржавања и могућношћу промене или поправке делова на захтев. Са напретком у 3Д штампању и смањеним захтевима за величином за висококвалитетне штампаче, сада је изводљиво имати 3Д штампаче у авионима у летовима са посадом и потенцијално стационирати на колонизованим планетама.

Ово се може видети у ракетама Терран 1 и Терран Т, од њихових млазница за убризгавање произведених од 1 појединачног дела до система за хлађење експанзионих комора који се штампају директно на загрејаним површинама. Ова превелика поједностављења су резултирала поузданијим и исплативијим деловима који се изводљиво могу направити било где где могу да се уклопе у штампач. Ово ће такође омогућити смањење одржавања и застоја због недостатка практичних захтева за растављање и поновно састављање дела.