คือ Relativity Space กำลังเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมอวกาศหรือไม่?

ในช่วง 62 ปีที่ผ่านมา อุตสาหกรรมอวกาศของอเมริกาได้พัฒนาและสร้างสรรค์ทางออกสู่อวกาศด้วยอัตราที่เร็วกว่าที่มนุษย์เคยคิดไว้ โดยไปถึงดวงจันทร์ของเราและระบบสุริยะที่อยู่ห่างไกลและอื่นๆ แต่สิ่งที่ฉันจะบอกคุณคือว่าอุตสาหกรรมนี้กำลังจะสัมผัสกับการเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยี Companies เช่น Relativity Space และ SpaceX (SPCX ) เป็นผู้นำในการเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยีและผลิตที่อุตสาหกรรมอาจจะสัมผัสได้ ในบทความนี้ เราจะสำรวจเทคโนโลยีและความก้าวหน้าที่ Relativity Space ใช้เพื่อเอาชนะเป้าหมายนี้

ใครคือ Tim Ellis?

เพื่อทำความเข้าใจ Tim Ellis ที่ดีขึ้น เราต้องมองย้อนกลับไปเมื่อเขายังเป็นเด็ก Tim รู้จักความสามารถในการมุ่งเน้นและทำงานหลายอย่างพร้อมกันผ่านความหลงใหลในเลโก้ จนกระทั่ง Tim ยังคงมีนิ้วหัวแม่มือที่บิดเบี้ยวอยู่ด้านขวามือเนื่องจากเวลาที่ใช้ในการสร้างเลโก้

เอลลิสเริ่มต้นที่ มหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนีย โดยที่เขาวางแผนจะจบการศึกษาเป็นนักเขียนบทและศึกษาที่ USC’s Thematic Option program อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการรับเข้าเรียน เขาเปลี่ยนสาขาวิชาเป็นวิศวกรรมอวกาศ Ellis และ Jordan Noone ซึ่งเป็นร่วมผู้ก่อตั้งและ CTO ของ Relativity ได้รับตำแหน่งผู้นำที่ USC’s Rocket Propulsion Lab ในระหว่างที่พวกเขาทำงานที่ Rocket Propulsion Lab Ellis และ Noone ช่วยเปิดตัวจรวดนักเรียนที่ออกแบบและสร้างขึ้นเองเป็นครั้งแรกสู่อวกาศ ในระหว่างที่เข้าเรียนที่ USC Ellis มีงานฝึกงาน 3 ตำแหน่งที่ Blue Origin และได้รับปริญญาตรีและปริญญาโท

หลังจากสำเร็จการศึกษา Ellis ยังคงทำงานที่ Blue Origin เต็มเวลาเป็นเวลา 5 ปี โดยเน้นไปที่เทคโนโลยีจรวดน้ำที่พิมพ์ 3 มิติ หลังจากนั้นเขาทำงานเป็นวิศวกรพัฒนาเครื่องยนต์สำหรับเครื่องบินอวกาศ เขาได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้นำในการนำเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติเข้ามาใน Blue Origin

ต้นกำเนิด

ในขณะที่ Ellis และ Noone ใช้เวลาพัฒนเทคโนโลยีการผลิตแบบเพิ่มเติมที่ออกแบบมาเพื่อช่วยในการขับเคลื่อนจรวดน้ำ พวกเขารับรู้ถึงความสำคัญของเทคโนโลยีนี้ต่ออุตสาหกรรมอวกาศ และตัดสินใจที่จะดำเนินแนวทางที่ทะเยอทะยานมากขึ้นในการผลิตจรวดน้ำ

เอลลิสและโนเน่จะไปเปิดตัว Relativity Space Industries ในปี 2015 โดยเริ่มต้นด้วยการระดมทุน 500,000 ดอลลาร์ แต่ด้วยการไม่มีประสบการณ์ในการระดมทุนสำหรับสตาร์ทอัพ Ellis ตัดสินใจส่งอีเมลถึง Mark Cuban ซึ่งผลลัพธ์เป็นความสำเร็จในการระดมทุน 500,000 ดอลลาร์ภายในหนึ่งสัปดาห์ ตั้งแต่ความคิดที่วาดบนกระดาษที่ Starbucks (SBUX ) จนถึงการระดมทุนได้สำเร็จ Ellis และ Noone จะเริ่มต้นการเดินทางที่จะกลายเป็นเรื่องราวความสำเร็จที่ไม่เหมือนใคร

เอลลิสและโนเน่ซึ่งพยายามที่จะตามให้ทันการเติบโตอย่างรวดเร็ว จะตระหนักในภายหลังว่าการระดมทุนจาก Mark Cuban มาเร็วเกินไป จนกระทั่งพวกเขามีเงิน แต่ไม่มีที่จะนำไปเก็บ Ellis และ Noone เริ่มต้นการสร้างจรวดน้ำที่พิมพ์ 3 มิติอย่างเต็มรูปแบบ โดยมีเป้าหมายที่จะสร้างจรวดน้ำที่มีคุณภาพสูงขึ้นและลดต้นทุนในการผลิต จนถึงปัจจุบัน Relativity Space ได้ระดมทุนได้ 2.3 พันล้านดอลลาร์จากการระดมทุน 4 ครั้ง

การผลิตแบบเพิ่มเติม

Relativity Space ต้องเผชิญกับความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ในการสร้างจรวดน้ำที่พิมพ์ 3 มิติเพื่อปรับปรุงการผลิตของจรวดน้ำ ลดต้นทุน และเพิ่มความเรียบง่ายในการออกแบบ Ellis รับรู้ว่าเครื่องพิมพ์ 3 มิติเป็นคำตอบสำหรับสิ่งนี้ เนื่องจากสามารถทำให้การผลิตเร็วขึ้นและราคาถูกกว่าวิธีการผลิตแบบเดิมๆ และเป็นเทคโนโลยีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและประหยัดพลังงานมากกว่า

เวลาในการทดสอบถูกลดลงในบางกรณีถึง 10 เท่า ตัวอย่างเช่น รุ่นก่อนหน้าของจรวดน้ำจะใช้เวลาประมาณ 10 ปีในการพัฒนาจากแนวคิดไปสู่ผลิตภัณฑ์ที่ใช้งานได้จริง ในขณะที่ Relativity Space สามารถผลิตต้นแบบได้ภายใน 60 วัน แต่ไม่ใช่เรื่องง่ายๆ ที่จะซื้อเครื่องพิมพ์ 3 มิติและเริ่มการผลิต Relativity Space ต้องผลิตเครื่องพิมพ์ 3 มิติของตนเองและออกแบบโลหะผสมในบ้านโดยทีมงานของตนเอง

การผลิตแบบเพิ่มเติมสามารถแก้ไขปัญหาที่มีอยู่เกือบทั้งหมดในอุตสาหกรรมอวกาศเกี่ยวกับเส้นการผลิต โดยการกำจัดความจำเป็นในการใช้เครื่องมือพิเศษ การเร่งเวลาในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ และทำให้ Relativity Space สามารถทดสอบและผลิตต้นแบบได้มากขึ้นในเวลาที่สั้นกว่าผู้ผลิตจรวดน้ำรายอื่นๆ เมื่อคุณพูดถึงอุตสาหกรรมที่จัดการกับสินค้าที่มีค่าหลายล้านหรือหลายพันล้านดอลลาร์ เทคโนโลยีเหล่านี้ต้องได้รับการทดสอบและพิสูจน์แล้ว

Relativity Space 4g printer.

ปริมาณอุตสาหกรรมอวกาศ

ปัญหาหลักของการเดินทางอวกาศคือความสามารถในการจ่ายได้ ซึ่งเป็นอุปสรรคที่ทำให้ประเทศที่มีรายได้น้อยไม่สามารถเปิดตัวโปรแกรมอวกาศได้ และยังถือว่าการเดินทางอวกาศในภาคเอกชนไม่สามารถทำได้จนกว่า SpaceX และ Blue Origin จะพิสูจน์ความเป็นไปได้ Relativity Space เป็นหนึ่งในผู้บุกเบิกที่กำลังเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมนี้เพื่อตอบสนองความต้องการของประเทศต่างๆ ทั่วโลก เมื่อความต้องการของเราสำหรับดาวเทียมและจรวดน้ำเพิ่มขึ้น ความต้องการในการเดินทางอวกาศก็เพิ่มขึ้นอย่างมาก ปัจจุบันอุตสาหกรรมอวกาศมีมูลค่า 350 พันล้านดอลลาร์ และตามที่ Morgan Stanley (MS ) คาดการณ์ไว้ จะเติบโตเป็น 1.1 ล้านล้านดอลลาร์ภายในปี 2040

เกือบ 50% ของอุตสาหกรรมอวกาศคือการเปิดตัวดาวเทียม โดยรับรู้ถึงสิ่งนี้ ภาคเอกชนได้เปลี่ยนไปสู่แนวทางที่เป็นประโยชน์มากขึ้นในการกระจายดาวเทียมในวงโคจรต่ำ สิ่งนี้มีประโยชน์มากกว่าหนึ่งทาง เนื่องจากความต้องการสินค้าในอวกาศกำลังเติบโต และเราต้องการวิธีแก้ปัญหาที่ดีที่สุดในการขนส่งสินค้าจำนวนมากในระยะทางไกลไปยังดาวเคราะห์ต่างประเทศ หากเราต้องการสร้างดาวเคราะห์เช่น Mars ให้สามารถอยู่อาศัยได้ เราจะต้องมีความสามารถในการผลิตและสร้างสิ่งของบนดาวเคราะห์ ไม่สามารถคาดหวังว่าจะส่งสินค้าตามความต้องการไปยังดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างออกไปหลายเดือน

Relativity Space โดยมี Terran 1 และ Terran R กำลังเน้นไปที่ความต้องการของการกระจายสินค้า Terran 1 (85% พิมพ์ 3 มิติ) จะมีน้ำหนักบรรทุก 2,700 ปอนด์ ซึ่งจะอุทิศให้กับเทคโนโลยีการรวบรวมข้อมูลที่อยู่บนจรวดน้ำในระหว่างการทดสอบและเตรียมการสำหรับการเปิดตัว Terran R ในปี 2024 Terran R (95% พิมพ์ 3 มิติ) คาดว่าจะมีน้ำหนักบรรทุก 44,000 ปอนด์ Terran 1 เหมาะสมกับการปฏิบัติภารกิจในวงโคจรต่ำ ในขณะที่ Terran R มีเป้าหมายที่จะบินไปยัง Mars ในปี 2024

Relativity space

Relativity space เติบโตเป็นบริษัทที่มีมูลค่า 4.2 พันล้านดอลลาร์ และมีพื้นที่ผลิตมากกว่า 1.3 ล้านตารางฟุตในระยะเวลาที่สั้นมาก บริษัทได้รับอนุญาตหลายฉบับเกี่ยวกับเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติและโลหะผสมของตนเอง Relativity Space สามารถทำสิ่งนี้ได้เพราะการผลิตทั้งหมดอยู่ในบ้าน โดยไม่ต้องอาศัยห่วงโซ่อุปทานหรือผู้ผลิตภายนอก Relativity Space ทำทุกอย่างด้วยตนเองที่หนึ่งในสี่คลังที่กระจายอยู่ทั่วสหรัฐอเมริกา

Relativity Space ได้พัฒนาเทคโนโลยีเฉพาะที่ช่วยให้สามารถผลิตเครื่องพิมพ์ 3 มิติใหม่ที่ใช้การปล่อยอาร์กและเลเซอร์ในการเชื่อมอะลูมิเนียมที่อัตรา 10 นิ้วต่อวินาทีของเส้นเชื่อมที่ออกแบบโดยทีมงานของตนเอง สิ่งนี้ทำให้พวกเขาสามารถปรับผลิตภัณฑ์สุดท้ายให้เหมาะสมกับความต้องการของตนเองได้ดีขึ้น

เอลลิสและทีมงานของเขาต้องแก้ไขความท้าทายทางเทคนิคหลายอย่าง เช่น การบิดเบี้ยวของโลหะ ในกรณีนี้ ทีมงานได้สรุปว่าวิธีที่ดีที่สุดคือการเรียนรู้คุณสมบัติของการบิดเบี้ยวที่เป็นลักษณะเฉพาะของโลหะผสมแต่ละชนิด และใช้อัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่องจักรเพื่อปรับโปรแกรมให้เหมาะสมกับโลหะผสมที่ใช้ในการผลิต สิ่งนี้ทำให้พวกเขาสามารถคำนวณและปรับให้เหมาะสมกับการบิดเบี้ยวของชิ้นส่วนเมื่อสร้างขึ้น Ellis ระบุว่าตลอดความยาวของจรวดน้ำ อัลกอริทึมได้นำไปสู่ความแม่นยำภายใน 2 พันส่วนของนิ้ว ซึ่งเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของวิธีการที่การเรียนรู้ของเครื่องจักรสามารถช่วยให้การผลิตดีขึ้น

การทำให้ง่ายขึ้นเป็นลำดับความสำคัญ

ในยุคก่อนหน้าของการสำรวจอวกาศ การมีระบบสำรองเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการตัดสินใจทุกครั้งของ NASA ในกรณีของการล้มเหลว ชิ้นส่วนแต่ละชิ้นที่ต้องการจะต้องมีระบบสำรองอย่างน้อยหนึ่งชิ้น การคิดนี้สามารถเห็นได้ในตัวเลือกการออกแบบและการผลิตตลอดหลายรุ่นของจรวดน้ำของ NASA แต่เราจะอยู่ที่ไหนเมื่อเป้าหมายคือการลดชิ้นส่วนและทำให้การผลิตจรวดน้ำง่ายขึ้น?

ในกรณีของ Relative Space การทำให้ง่ายขึ้นของจรวดน้ำเป็นประโยชน์ต่อการมีระบบสำรอง การลดจำนวนชิ้นส่วนส่งผลโดยตรงต่อความง่ายในการบำรุงรักษาและความสามารถในการเปลี่ยนหรือซ่อมชิ้นส่วนตามความต้องการ ด้วยความก้าวหน้าในการพิมพ์ 3 มิติและการลดขนาดของเครื่องพิมพ์คุณภาพสูง ทำให้สามารถมีเครื่องพิมพ์ 3 มิติอยู่บนเครื่องบินในเที่ยวบินมีคนขับและอาจจะถูกตั้งไว้บนดาวเคราะห์ที่อาศัยอยู่ได้

สิ่งนี้สามารถเห็นได้ตลอด Terran 1 และ Terran T จากหัวฉีดที่ผลิตจากชิ้นส่วนเดียวไปยังระบบทำความเย็นของห้องขยายที่พิมพ์โดยตรงลงบนพื้นผิวที่ถูกทำความร้อน การทำให้ง่ายขึ้นนี้ส่งผลให้ชิ้นส่วนมีความน่าเชื่อถือและคุ้มค่ามากขึ้น ซึ่งสามารถผลิตได้ทุกที่ที่สามารถใส่เครื่องพิมพ์ได้ สิ่งนี้จะช่วยลดการบำรุงรักษาและเวลาที่ไม่ทำงานเนื่องจากไม่ต้องมีการดูแลด้วยมือในการแยกและประกอบชิ้นส่วนใหม่ https://youtu.be/pg8v7XRcTXc