宇宙空间公司Relativity Space是否正在重塑空间产业？

在过去的62年里，美国的空间产业以人类难以想象的速度发展，已经从登月到探索遥远的太阳系和更远的区域。但是，如果我告诉你，这个产业即将经历一场技术和制造业的范式转变。像Relativity Space和SpaceX这样的公司正在引领这一技术和制造业的转变。在这篇文章中，我们将探讨Relativity Space正在利用什么样的技术和创新来实现这一目标。

谁是Tim Ellis？

为了更好地了解Tim Ellis，我们需要回顾他的过去。作为一个年轻人，Tim Ellis通过对乐高的痴迷认识到了自己的超强专注力和多任务处理能力，这种能力如此强大，以至于Tim Ellis的右手拇指仍然因为建造乐高而永久性弯曲。

Ellis在南加州大学开始了他的学业，最初他计划以编剧的身份毕业，并作为USC的主题选项计划的一部分学习。然而，在他的新生入学仪式上，他将自己的专业更改为航空航天工程。Ellis和Relativity的另一位联合创始人和CTOJordan Noone，都曾在USC的火箭推进实验室担任领导职务。在他们在火箭推进实验室的时间里，Ellis和Noone帮助发射了第一个由学生设计和建造的火箭进入太空。在USC期间，Ellis曾在Blue Origin实习了三次，并获得了理学学士和理学硕士学位。

毕业后，Ellis继续在Blue Origin全职工作了五年，主要专注于3D打印的火箭技术。后来，他担任了机组舱RCS推进器的推进系统开发工程师。他后来被认为是将3D打印技术引入Blue Origin的人。

起源

当Ellis和Noone花费时间开发专门为帮助火箭推进而设计的增材制造技术时，他们认识到了这些技术对空间产业的影响，并决定追求一种更雄心勃勃的火箭制造方法。

Ellis和Noone后来于2015年推出了Relativity Space Industries。最初，他们试图筹集50万美元的种子资金，但由于没有筹集资金的经验，Ellis冒险给马克·库班发送了一封冷邮件，显然他的电子邮件足够令人信服，能够说服马克投资全部50万美元。在想法在星巴克纸巾上草图到获得资金的过程中，只用了一周。Ellis和Noone开始了一段疯狂的旅程，这将成为一个独一无二的成功故事。

Ellis和Noone在努力跟上增长速度的同时，后来承认马克的资金来得如此之快，以至于他们实际上没有地方存放这些资金。有了资金和实现目标的雄心， họ开始了创造全3D打印火箭的艰巨任务。截至目前，Relativity Space已经成功筹集了23亿美元，分四轮进行。

增材制造

Relativity Space现在面临着创造全3D打印火箭的艰巨任务，以更好地推进火箭船的生产，降低成本，增加设计的简单性。Ellis理解3D打印机是答案，因为它们能够简化和加快制造速度，且比以前的工具制造方法更快、更便宜、更环保。

在某些情况下，测试时间减少了10倍。例如，前几代火箭需要10年时间才能从理论变为可行的产品，而Relativity Space可以在不到60天内生产出原型。但这并不像购买金属3D打印机然后开始生产那么简单，Relativity Space不得不制造自己的3D打印机，甚至开发自己的金属合金，这些合金是由他们团队的金属专家开发的。这些成就本身就是巨大的，更不用说在设计火箭时存在的其他复杂问题。

增材制造几乎可以解决空间产业生产线存在的所有问题，消除了对专用工具的需求，缩短了从想法到可行产品的时间，并允许Relativity Space在较短的时间内测试和生产比任何其他火箭制造商都多的迭代。 当我们谈论的是一个价值数百万甚至数十亿美元的贵重货物的产业时，这些技术需要经过试验、验证和测试。 尽管存在这些障碍，该公司已获得美国历史上任何私营空间公司最大的预购订单，巩固了3D打印的理念，并证明了投资者已经准备好迎接空间产业的技术进步，这正是Ellis和Noone所设想的。

Relativity Space 4g打印机

空间产业体量

空间旅行长期存在的问题是可负担性，这个高门槛阻止了较小的国家发射空间计划。人们曾经认为，空间旅行在私营部门永远不可行，直到被SpaceX和Blue Origin证明是错误的。Relativity Space是一家新进入者，它正在破坏这一产业，以满足世界各国的需求。随着我们对卫星和火箭发射的需求增加，空间旅行的需求呈指数级增长。目前，空间产业的价值为3500亿美元，根据摩根士丹利的预测，到2040年将增长到1.1万亿美元。

空间产业几乎有50%是卫星发射，认识到这一点，私营部门已经朝着更实用主义的方向发展，以更好地适应低轨道卫星的分布。这不仅在一个方面是有益的，空间中货物的需求正在增长，我们需要能够运输大量货物到遥远的星球的解决方案。如果我们要改造像火星这样的星球，我们需要能够在星球上制造和创造，我们不能指望按需运输货物到几个月以外的星球。

Relativity Space凭借Terran 1和Terran R，重点关注货物分配的需求。Terran 1（85% 3D打印）将具有2700磅的有效载荷，这将主要用于信息收集技术，因为他们正在测试和准备在2024年发射Terran R，Terran R（95% 3D打印）预计将具有44000磅的有效载荷。Terran 1更适合低轨道任务，而Terran R的目标是2024年飞往火星。

Relativity Space

Relativity Space已经发展成为一家拥有420亿美元估值的公司，并在短时间内获得了超过130万平方英尺的制造空间。该公司已经获得了多项专利，涉及其3D打印技术，甚至一些合金。该公司之所以能够做到这一点，部分是因为其全部在内部制造，而其他火箭制造商则依赖供应链和外部制造商。Relativity Space在美国的四个仓库之一内部完成了所有这些工作。他们不仅将所有必要的技术带入内部，而且还成为第一个拥有专用发射台的第四家公司，他们在卡纳维拉尔角拥有一个基地，并在范登堡空军基地拥有一个基地。

Relativity Space的专有技术使他们能够制造使用等离子体弧放电和激光焊接铝合金的新3D打印机，焊接速度为每秒10英寸。这使他们能够更好地调整最终产品以满足他们的特定需求，速度前所未有。 机器学习优化了更流畅的设计，在许多情况下生产出几乎不可能制造的零件。

Ellis和他的团队不得不解决几个意外的技术挑战，例如金属翘曲。在这种情况下，团队得出结论，最佳方法是学习每种合金固有的翘曲规格，并使用机器学习算法来更好地调整他们的程序以适应所使用的特定合金。这样，他们就可以计算并相应地调整翘曲的零件以纳入测量值。Ellis表示，沿着火箭的长度，这个算法已经实现了在0.002英寸内的容差。这是机器学习如何造福制造业的又一个例子。

简化火箭制造

在以前的火箭探索时代，对于NASA的每个决定，冗余是必不可少的。每个部件至少需要一个备份部件，以防万一发生故障。这种思维方式可以在NASA火箭的各个版本的工程和制造决策中看到。但是，当目标是减少部件和简化火箭制造时，我们将如何处理冗余性？

在Relativity Space的情况下，火箭的简化对冗余有益。部件数量的减少直接与维护的便捷性和更换或维修部件的需求相对应。随着3D打印技术的进步和高质量打印机的尺寸要求降低，现在已经可以在载人飞行的飞机上安装3D打印机，甚至可以在殖民的星球上安装。

这可以从Terran 1和Terran T火箭中看出，从注射喷嘴由单个部件生产到膨胀室冷却系统直接打印到加热表面。这些过度简化已经导致了更可靠、更具成本效益的部件，可以几乎在任何地方制造，只要能放下打印机。这样还将允许减少维护和停机时间，因为不需要手动拆卸和重新组装部件。这些简化还导致了更可靠、更具成本效益的部件，可以几乎在任何地方制造，只要能放下打印机。这也将允许减少维护和停机时间，因为不需要手动拆卸和重新组装部件。https://youtu.be/pg8v7XRcTXc