Relativity Space Uzay Endüstrisini Yeniden Şekillendirebilir mi?

Son 62 yıl içinde, Amerikan uzay endüstrisi, insanların hayal edebileceğinden daha hızlı bir şekilde dış uzaya mühendislik ve geliştirme yoluyla ilerledi, Ay’a ve uzak güneş sistemlerine ve ötesine ulaştı. Ancak size bu endüstrinin teknolojide ve üretimde büyük bir değişim yaşayacağından bahsetseydim ne düşünürdünüz? Relativity Space ve SpaceX (SPCX ) gibi şirketler, endüstrinin possibly yaşayacağı en büyük teknolojik ve üretim değişimlerinden birini liderlik ediyor. Bu makalede, Relativity Space’in bu hedefi gerçekleştirmek için hangi teknolojileri ve yenilikleri kullandığını keşfedeceğiz.

Kimdir Tim Ellis?

Tim Ellis’i daha iyi anlamak için geçmişe bakmamız gerekiyor. Genç bir adam olarak Tim, Lego’ya olan takıntısı sayesinde hiper odaklanma ve çoklu görev yapma yeteneğini keşfetti, öyle ki Tim hala sağ elinin başparmağında, aşırı zaman ve çaba harcamasından dolayı kalıcı bir şekilde bükülmüş bir parmağa sahip.

Ellis, Güney Kaliforniya Üniversitesi‘nde başladı, burada senaryo yazarı olarak mezun olmak ve USC’nin Tematik Seçenek programının bir parçası olarak eğitim almak istedi. Ancak, freshman orientasyonunda, ana dalını havacılık ve uzay mühendisliğine değiştirdi. Ellis ve Relativity’nin diğer kurucu ortağı ve CTO’su, Jordan Noone, her ikisi de USC’nin Roket İtiş Gücü Laboratuvarı’nda liderlik pozisyonlarına sahipti. Laboratuvardaki zamanlarında Ellis ve Noone, öğrenciler tarafından tasarlanan ve inşa edilen ilk roketi uzaya fırlatmaya yardımcı oldu. USC’ye devam ederken Ellis, Blue Origin ile 3 staj yaptı ve Hem Lisans Hem de Yüksek Lisans derecesi aldı.

Mezun olduktan sonra Ellis, 5 yıl boyunca Blue Origin’de tam zamanlı çalışmaya devam etti, 3D yazıcı roket teknolojilerine odaklanarak. Daha sonra mürettebat kapsülü RCS iticilerinde itme geliştirme mühendisi olarak görev yaptı. Daha sonra Blue Origin’e 3D yazıcıyı getirmesiyle tanınacaktı.

Kökenler

Ellis ve Noone, roket itiş gücünü desteklemek için tasarlanmış eklemeli üretim teknolojileri geliştirirken, bu teknolojilerin uzay endüstrisi üzerindeki etkisinin ağırlığını tanıdılar ve roket üretimi için daha iddialı bir yaklaşım benimsemeye karar verdiler.

Ellis ve Noone, 2015 yılında Relativity Space Industries’i kurdu. İlk olarak 500.000 dolarlık tohum para toplamak istediler, ancak bir start-up için fon toplama konusunda hiçbir deneyimleri yoktu, Ellis, Mark Cuban’a soğuk bir e-posta göndermeye karar verdi, görünüşe göre e-postası, Mark’ı tüm 500.000 doları yatırması için ikna etmeye yetecekti. Fikir, bir Starbucks (SBUX ) peçetesi üzerine çizildikten bir hafta sonra, fon sağlandı. Ellis ve Noone, daha sonra benzersiz bir başarı hikayesi olacak olan çılgın bir yolculuğa başladı.

Ellis ve Noone, büyüme oranını takip etmeye çalışırken, Mark’tan fonların geldiği kadar hızlı olduğunu, aslında parayı nereye koyacaklarını bilemediklerini kabul ettiler. Fonlar yerinde ve her verilen görevi fethetme azmiyle, tamamen 3D yazıcı roketler oluşturmanın devasa görevine başladılar. Bugüne kadar Relativity Space, 4 turda 2,3 milyar dolar berhasil topladı.

Eklemeli Üretim

Relativity Space, roket gemilerinin üretimini geliştirmek, maliyeti azaltmak ve tasarımı basitleştirmek için tamamen 3D yazıcı roketler oluşturma göreviyle karşı karşıyaydı. Ellis, 3D yazıcıların, daha önce kullanılan diğer araçlara göre daha hızlı, daha ucuz ve daha yeşil bir enerjiyle şeyler oluşturabilme yeteneği nedeniyle cevap olduğunu anladı.

Test süresi bazı durumlarda 10 kat azaltıldı. Örneğin, önceki roket nesilleri, teoriden uygulanabilir bir ürüne ulaşmak için 10 yılı aşkın bir süreyi alabilirken, Relativity Space, 60 günden kısa bir sürede prototipler üretebiliyor. Ancak bu, metal bir 3D yazıcı satın almak ve üretimi başlatmak kadar basit değildi, Relativity Space, kendi 3D yazıcılarını üretmek ve kendi metal uzman ekibinin geliştirdiği kendi alaşımlarını mühendislik yapmak zorunda kaldı. Bu başarılar, roket tasarımı gibi karmaşık sorunlar dikkate alındığında bile büyük.

Eklemeli üretim, mevcut uzay endüstrisi üretim hatlarındaki neredeyse tüm sorunları çözmeyi vaat ediyor, özel araçların ihtiyacını ortadan kaldırıyor, fikirlerden uygulanabilir ürünlere geçiş süresini hızlandırıyor ve Relativity Space’in diğer roket üreticilerinden daha kısa bir sürede çok daha fazla iterasyonu test etmesine ve üretmesine izin veriyor. Değeri milyonlarca ve bazen milyarlarca olan kargo ile uğraşan bir endüstri olduğunuzda, bu teknolojilerin denenmesi, test edilmesi ve doğrulanması gerekiyor. Bu engellere rağmen, şirket, Amerikan uzay endüstrisi tarihindeki herhangi bir özel sektör uzay şirketinden daha fazla ön sipariş aldı, 3D yazıcıların uzay endüstrisindeki teknolojik ilerlemeleri ve Ellis ile Noone’un vizyonunu kanıtladı.

Relativity Space 4g yazıcı.

Uzay Endüstrisi Hacmi

Uzay seyahatiyle ilgili uzun süredir devam eden sorun, ulaşılabilirlik oldu, bu yüksek eşik, daha az ülkenin uzay programları başlatmasını engelledi. Uzay seyahatinin özel sektörde uygulanabilir olmayacağı düşünülüyordu, ancak SpaceX ve Blue Origin tarafından yanlışlandı. Relativity Space, bu endüstrisini dünya çapındaki ülkelerin ihtiyaçlarını karşılamak için değiştiren yeni bir oyuncudur. Uydu ve roket fırlatma talebi arttıkça, uzay seyahati talebi de üssel olarak artıyor. Şu anda uzay endüstrisi 350 milyar dolar değerinde ve Morgan Stanley’e göre 2040 yılına kadar 1,1 trilyon dolara (MS ) ulaşması bekleniyor.

Uzay endüstrisinin neredeyse %50’si uydu fırlatmalarından oluşuyor, bunu gören özel sektör, düşük yörüngeye uydu dağıtımı için daha uygun bir şekilde kendini konumlandırdı. Bu, bir yandan faydalı, diğer yandan da yabancı gezegenlere büyük miktarda kargo taşıma ihtiyacımızı karşılayacak çözümlere ihtiyacımız var. Mars gibi bir gezegeni terraform etmek istiyorsak, gerektiğinde kargoyu gezegene gönderemememiz gerekiyor, bu nedenle üretim ve yaratma yeteneğine ihtiyacımız var.

Relativity Space, Terran 1 ve Terran R ile kargo dağıtımının ihtiyaçlarına odaklanıyor. Terran 1 (yüzde 85 3D yazıcı), 2700 poundluk bir yük taşıyacak ve bu, bilgi toplama teknolojilerine adanacak, Terran R’nin (yüzde 95 3D yazıcı) 2024’te fırlatılması planlanıyor ve 44.000 poundluk bir yük taşıyacak. Terran 1, düşük yörünge görevlerine daha uygunken, Terran R’nin 2024’te Mars’a uçma hedefi var.

Relativity Space

Relativity Space, 4,2 milyar dolarlık bir değerleme ile büyüyen bir şirket ve Amerika Birleşik Devletleri’ndeki 4 ambarın bulunduğu remarke edilebilir bir şekilde 1,3 milyon metrekareden fazla üretim alanını güvence altına aldı. Şirket, 3D yazıcı teknolojileri ve bazı alaşımlarıyla ilgili several patent aldı. Şirket, diğer roket üreticilerinin tedarik zincirlerine ve dış üreticilere güvenmek yerine, tüm gerekli teknolojileri kendi içinde üretebiliyor. Relativity Space, Amerika Birleşik Devletleri’ndeki 4 ambarın birinde tüm bunları kendi başına yapıyor. Sadece gerekli teknolojileri kendi içinde getirmekle kalmadı, aynı zamanda Cape Canaveral’de ayrı bir fırlatma rampasına sahip olan tarihte dördüncü şirket oldu, ayrıca Vandenberg Hava Kuvvetleri Üssü’nde bir üssü var.

Relativity Space’in özel teknolojileri, plazma ark deşarjı ve lazerle alüminyum alaşımlarını 10 inç/saniye hızında kaynaklayarak yeni tasarımlarla 3D yazıcılar üretmesine olanak tanıdı. Bu, bitmiş ürünü daha önce görülmemiş hızlarda specific ihtiyaçlarına göre ayarlamalarına olanak tanıdı. Makine öğrenimi, daha akıcı bir tasarım sağlıyor, birçok durumda neredeyse imkansız olan parçalar üretiliyor.

Ellis ve ekibi, metal burulma gibi beberapa beklenmedik teknik zorlukları çözmek zorunda kaldı. Bu durumda, ekip, her alaşımın burulma özelliklerini öğrenmenin ve makine öğrenimi algoritmalarını bu özelliklere göre ayarlayarak en iyi yaklaşımın olduğunu kararlaştırdı. Bu, parçanın burulmasını ölçümlemelerine ve hesaplamalarına entegre etmelerine olanak tanıdı. Ellis, bu algoritmanın roketin uzunluğu boyunca 2 binde bir inçlik bir toleransa ulaştığını söylüyor. Bu, makine öğreniminin üretimi nasıl yararlı olabileceğinin bir başka örneği.

Basitleştirme Önceliği Artıyor

Önceki roket keşif nesillerinde, NASA’nın her karar için yedeklilik zorunluydu. Olası bir arızaya karşı her parça için en az bir yedek parça gerekiyordu. Bu düşünce, NASA roketlerinin çeşitli iterasyonlarındaki mühendislik ve üretim kararlarında görülebilir. Ancak roket üretiminin basitleştirilmesinin hedefi olduğunda durum ne olacak? Bu, yedeklik üzerinde nasıl bir etkiye sahip olacak?

Relativity Space’in durumunda, roketin basitleştirilmesi, yedeklik için faydalıdır. Parça sayısının azaltılması, bakımın kolaylaşması ve parçaların değiştirilmesi veya onarılmasıyla doğrudan relacionlu. 3D yazıcıların ve yüksek kaliteli yazıcıların küçülmesi, artık uçaklarda ve potansiyel olarak kolonize edilmiş gezegenlerde 3D yazıcılar bulundurmayı mümkün kılıyor.

Bu, Terran 1 ve Terran R roketlerinde görülebilir, enjeksiyon nozulları tek bir parça olarak üretilir ve soğutma sistemleri ısıtılmış yüzeylere doğrudan yazılır. Bu basitleştirmeler, daha güvenilir ve maliyet-effective parçalar oluşturdu, bu parçalar nereye sığabilecekleri her yerde üretilebilir. Bu, ayrıca, parçaları sökme ve yeniden monte etme ihtiyacının olmaması nedeniyle, bakım ve arıza süresini azaltmaya da olanak tanıyacak.