Görelilik Uzayı, Uzay Endüstrisini Yeniden Şekillendiriyor mu?

Geçtiğimiz 62 yıl boyunca, Amerikan uzay endüstrisi, kendi uydumuza uzak güneş sistemlerine ve ötesine kadar ulaşan, insanların hayal bile edemeyeceği bir hızda uzaya giden yolu tasarladı ve geliştirdi. Peki ya size bu endüstrinin teknolojilerde bir paradigma değişikliği yaşamak üzere olduğunu söylesem? Relativity Space ve SpaceX gibi şirketler, teknolojide ve üretimde endüstrinin yaşayabileceği en büyük değişimlerden birine öncülük ediyor. Bu makalede, Relativity Space'in bu hedefi gerçekleştirmek için hangi teknolojileri ve icatları kullandığını keşfedeceğiz.

Tim Ellis kimdir?

Tim Ellis'i daha iyi anlamak için daha geriye bakmamız gerekiyor. Genç bir adam olarak Tim, hiper odaklanma ve çoklu görev yeteneğini Lego takıntısıyla fark etti, öyle ki Tim'in Lego'yu inşa etmek için harcadığı aşırı zaman ve çaba nedeniyle sağ elinin başparmağı hala kalıcı olarak bükülmüş durumda.

Ellis başladı University of Southern California, senarist olarak mezun olmayı ve USC'nin Tematik Seçenek programının bir parçası olarak okumayı planladığı yer. Ancak, birinci sınıf oryantasyonu sırasında ana dalını havacılık ve uzay mühendisliğine çevirdi. Ellis ve Relativity'nin diğer kurucu ortağı ve CTO'su, Ürdün Kimse, her ikisi de USC'nin Rocket Propulsion Lab'da liderlik pozisyonlarında bulundu. Roket Tahrik Laboratuvarı'nda geçirdikleri süre boyunca Ellis ve Noone, öğrencilerin tasarlayıp inşa ettiği ilk roketin uzaya fırlatılmasına yardımcı oldu. USC'ye devam ederken Ellis, Blue Origin'de 3 staj yaptı ve hem Bachelor of Science hem de Master of Science aldı.

Mezun olduktan sonra Ellis, Blue Origin ile 5 yıl boyunca tam zamanlı olarak çalışmaya devam etti ve ağırlıklı olarak 3D baskılı roket teknolojileri. Daha sonra mürettebat kapsülü RCS iticilerinde tahrik geliştirme mühendisi olarak görev yaptı. Daha sonra şirket içinde 3D baskıyı mavi orijine getirdiği için kredilendirilecekti. 

Kökenleri

Ellis ve Noone, roket itişine yardımcı olmak için özel olarak tasarlanmış katmanlı üretim teknolojilerini geliştirmek için zamanlarını harcarken, bu teknolojilerin uzay endüstrisi üzerindeki etkisinin ciddiyetini anladılar ve roket üretimine daha iddialı bir yaklaşım izlemeye karar verdiler. 

Ellis ve Noone, 2015'te Relativity Space Industries'i kurmaya devam edeceklerdi. Başlangıçta, başlangıç ​​sermayesi olarak 500,000 $ toplamaya çalıştılar, ancak bir start-up için para toplama konusunda gerçek bir deneyime sahip olmayan Ellis, zor durumda kaldı ve Mark Cuban'a soğuk e-posta göndermeye karar verdi, belli ki e-postası, Mark'ı 500,000 doların tamamını yatırmaya ikna edecek kadar ikna edici olacaktı. Bir Starbucks peçetesine çizilen fikirden finansman sağlamaya kadar bir haftadan fazla. Ellis ve Noone, daha sonra eşi benzeri olmayan bir başarı öyküsüne dönüşecek olan çılgın yolculuğa başlayacaklardı. 

Büyüme hızına ayak uydurmak için çabalayan Ellis ve Noone, daha sonra Mark'tan gelen finansmanın o kadar hızlı geldiğini ve aslında fonları yatıracak hiçbir yerlerinin olmadığını kabul edeceklerdi. Yerleşik fonlar ve herhangi bir görevi yerine getirme hırsıyla, tamamen 3D baskılı roketler yaratma gibi anıtsal bir göreve başladılar. Relativity Space bugüne kadar 2.3 turda 4 milyar doları başarıyla topladı.

Katkı üretim 

Görelilik uzayı artık roket gemilerinin üretimini daha iyi ilerletmek, maliyeti düşürmek ve tasarımın basitliğini artırmak için tamamen 3 boyutlu baskılı roketler yaratmak gibi devasa bir görevle karşı karşıyaydı. Ellis, işleri basitleştirme ve daha önceki kalıplama yöntemlerine göre daha hızlı ve daha ucuza yaratma yetenekleri nedeniyle 3B yazıcıların buna yanıt olduğunu anladı ve bir bonus olarak, bu yeni teknoloji daha çevreci ve daha enerji verimliydi.

Test etme süresi bazı durumlarda 10 kat azaltıldı. örneğin, önceki nesil roketlerin teoriden uygulanabilir bir ürüne geçmesi 10 yıldan fazla zaman alacaktır ve Relativity Space prototipleri 60 günden daha kısa sürede üretebilir. Ancak bu, metal bir 3D yazıcı satın alıp üretime başlamak kadar basit değildi, Relativity Space kendi 3D yazıcılarını üretmek ve hatta kendi takımlarının kendi metal uzmanından türetilen kendi alaşımlarını kendi bünyesinde tasarlamak zorunda kaldı. Roket tasarlarken var olan diğer komplikasyonları bir kenara bırakın, bu başarılar kendi başlarına çok büyük. 

Eklemeli imalat, üretim hatlarıyla ilgili mevcut uzay endüstrisi sorunlarının neredeyse tamamını çözmüştür, özel araçlara olan ihtiyacı ortadan kaldırır, fikirden uygulanabilir ürüne kadar geçen süreyi hızlandırır ve Relativity uzayının daha kısa sürede önemli ölçüde daha fazla yinelemeyi test etmesine ve üretmesine izin verir. diğer roket üreticilerinden daha fazla. Milyonlarca ve hatta çoğu zaman milyarlarca değerli kargoyla uğraşan bir sektörden bahsederken, bu teknolojilerin denenmesi, doğrulanması ve test edilmesi gerekir. Bu engellere rağmen şirket, Amerikan tarihinde herhangi bir özel sektör uzay şirketi arasında en yüksek miktarda ön sipariş aldı, bu da 3D baskı fikrini destekledi ve yatırımcıların uzay endüstrisinde Ellis ve Noone'nin tasavvur ettiği teknolojik gelişmelere hazır olduğunu kanıtladı. . 

Uzay endüstrisi hacmi

Uzay yolculuğuyla ilgili uzun süredir devam eden sorun, satın alınabilirlik olmuştur, bu yüksek eşik, daha küçük ulusların uzay programları başlatmasını engellemiştir. Ayrıca, SpaceX ve Blue Origin tarafından yanlışlığı kanıtlanana kadar uzay yolculuğunun özel sektörde asla geçerli olmayacağı varsayılmıştır. Relativity Space, dünya çapındaki ulusların ihtiyaçlarını karşılamak için bu endüstriyi bozan yeni bir şirkettir. Uydulara ve roket fırlatmalarına olan talebimiz arttıkça, uzay yolculuğuna olan talep katlanarak artıyor. Şu anda uzay endüstrisi 350 milyar dolar değerinde ve Morgan Stanley'e göre 1.1 Trilyon Dolara çıkması bekleniyor 2040 tarafından. 

Uzay endüstrisinin yaklaşık %50'si uydu fırlatmalarıdır, bunun farkına varan özel sektör, alçak yörüngedeki uyduların dağıtımına daha uygun, daha faydacı bir şekilde kendini yönlendirmiştir. Bu birden fazla yönden faydalı, uzayda kargoya olan ihtiyaç artıyor ve büyük miktarları uzun mesafeler boyunca yabancı gezegenlere taşımak için en uygun çözümlere ihtiyacımız var. gezegende üretmek ve yaratmak için, bir gezegen ayı uzağa gerektiği kadar kargo göndermeyi bekleyemeyiz. 

Terran 1 ve Terran R ile Relativity Space, ağırlıklı olarak kargo dağıtımının ihtiyaçlarına odaklanıyor. Terran 1 (%85 3d baskılı) 2700 lbs'lik bir taşıma kapasitesine sahip olacak, bu, Terran R'yi 2024'te test edip başlatmaya hazırlanırken gemideki bilgi toplama teknolojilerine büyük ölçüde tahsis edilecek, Terran R'nin (%95 3d baskılı) olması bekleniyor 44,000 lbs yük taşıma kapasitesine sahiptir. Tarran 1, alçak yörüngedeki görevler için daha uygun, Terran R ise 2024'te Mars'a uçmayı hedefliyor. 

görelilik uzayı

Relativite uzayı bir şirket haline geldi. 4.2 milyar dolar değerleme ve oldukça kısa bir süre içinde 1.3 milyon metrekareden fazla üretim alanını güvence altına almak. şirket olmuştur birkaç patent verildi 3 boyutlu baskı teknolojilerini ve hatta bazı alaşımlarını çevreliyor. Şirket bunu kısmen, diğer roket üreticilerinin tedarik zincirlerine ve dış üreticilere güvendiği tam şirket içi üretim nedeniyle yapabilir. Relativity Space, Amerika Birleşik Devletleri'ne yayılmış 1 deposundan 4'inde tüm bunları kendi başına yapıyor. Sadece gerekli tüm teknolojileri şirkete getirmeyi başarmakla kalmadılar, aynı zamanda cape Canaveral tarihindeki dördüncü şirket oldu özel bir fırlatma rampasına sahip olmak için, ayrıca Vandenberg hava kuvvetleri üssünde bir üsleri var. 

Relativity Space'in tescilli teknolojileri, tamamen kendi bünyesinde tasarlanmış kaynak telinin saniyede 3 inç hızında alüminyum alaşımlarıyla kaynak yapan plazma ark deşarjı ve lazer kaynak kullanan yeni tasarlanmış 10 boyutlu yazıcılar üretmelerine olanak sağlamıştır. Bu, son ürünü daha önce görülmemiş hızlarda kendi özel ihtiyaçlarına uyacak şekilde daha iyi ayarlamalarını sağladı. Makine öğrenimi optimize eder daha akıcı bir tasarım, çoğu durumda başka türlü üretilmesi neredeyse imkansız olacak parçalar üretiyor.

Ellis ve ekibi, metal eğrilme gibi öngörülemeyen birçok teknik sorunu çözmek zorunda kaldı. Bu durumda ekip, en iyi yaklaşımın, her bir alaşıma özgü eğrilmenin tam özelliklerini öğrenmek ve programlarını süreç için kullanılan belirli alaşıma uyacak şekilde daha iyi ayarlamak için makine öğrenimi algoritmalarını kullanmak olduğu sonucuna vardı. Bu, parçanın bükülmesini oluştururken ölçümlere entegre etmek için hesaplamalarına ve buna göre ayarlamalarına izin verdi. Ellis, roketin uzunluğu boyunca, bu algoritmanın bir inçin 2 binde biri kadar bir toleransa yol açtığını belirtiyor. Bu, makine öğreniminin üretime nasıl fayda sağladığının bir başka örneğidir. 

Sadeleştirme öncelik listesini yükseltiyor

Önceki nesil roket keşiflerinde, NASA tarafından verilen her bir karar için artıklık zorunluydu. Olası bir arıza durumunda her parçanın en az bir yedek parçası olması gerekir. Bu düşünce, NASA roketlerinin çeşitli yinelemeleri boyunca mühendislik ve üretim kararlarında görülebilir. Ancak amaç, parçaları azaltmak ve roket üretimini basitleştirmek olduğunda nerede duruyoruz? Bu fazlalığı nasıl etkileyecek?

Relative Space örneğinde, roketin basitleştirilmesi fazlalık için faydalıdır. Parça sayısındaki azalma, bakım kolaylığı ve talep üzerine parça değiştirme veya tamir etme yeteneği ile doğrudan ilişkilidir. 3D baskıdaki ilerlemeler ve yüksek kaliteli yazıcılar için azalan boyut gereksinimleri ile artık 3D yazıcıların insanlı uçuşlarda uçaklarda olması ve potansiyel olarak kolonize gezegenlerde konuşlandırılması mümkün.

Bu, Terran 1 ve Terran T roketlerinin 1 ayrı parçadan üretilen enjeksiyon memelerinden doğrudan ısıtılmış yüzeylere basılan genleşme odacıkları soğutma sistemlerine kadar her yerinde görülebilir. Bu aşırı basitleştirmeler, yazıcıya sığdırmayı başarabilecekleri hemen hemen her yerde yapılabilir şekilde yapılabilen daha güvenilir ve uygun maliyetli parçalarla sonuçlanmıştır. Bu aynı zamanda, parçayı sökmek ve yeniden monte etmek için uygulamalı gerekliliklerin bulunmaması nedeniyle daha az bakım ve duruş süresi sağlar.