這些巨型打印機旨在製造火箭 - 彭博社
Ashlee Vance
左邊是蒂姆·埃利斯和喬丹·諾恩,他們在洛杉磯外的相對空間總部的3D打印機前。
攝影師:卡勒布·馬歇爾為《彭博商業週刊》拍攝蒂姆·埃利斯和喬丹·諾恩都在二十多歲,顯而易見。這兩位航空航天工程師充滿活力,樂觀,並且雄心勃勃,聽起來有點瘋狂。
在距離洛杉磯國際機場幾英里的小工廠裏,埃利斯和諾恩花了過去兩年時間,努力用3D打印機制造火箭。他們的初創公司,相對空間公司,正在押注於將人類從製造過程中移除將使火箭的生產成本大幅降低並加快速度。火箭發射的市場價格約為1億美元;相對空間表示,四年後其價格將為1000萬美元。“這是正確的方向,”首席執行官埃利斯在公司總部的首次媒體參觀中説道。“火箭的3D打印和自動化是不可避免的。”
彭博商業週刊誰認為中國不是經濟強國?中國2024年印刷雜誌復興家得寶的12英尺骷髏催生了一個巨型萬聖節裝飾行業加利福尼亞的新經濟正在慢慢紮根於木材行業這個方向並不像他所説的那麼明顯。儘管有幾家公司已經3D打印了整個火箭發動機和其他部件以提高其耐用性(熔融金屬鑄造成單一部件比將一堆零件拼裝在一起更不容易磨損),但3D打印往往比傳統焊接更慢且更昂貴。面對這個問題,相對空間決定解決方案是自己製造打印機。
如何以低成本進入太空
這些打印機是有史以來最大的打印機之一,配備了18英尺高的機器人手臂,能夠利用激光將持續流動的鋁線融化成液態金屬進行成型。Ellis和Noone表示,少數手臂可以協同工作,創造出火箭的整個機身作為一個整體,由定製軟件引導,監控它們的速度和金屬的完整性。他們尚未執行這一任務,但打印機已經在幾天內製造出一個7英尺寬、14英尺高的燃料箱,並在一個半星期內製造出一個發動機。Relativity表示,如果公司兑現其技術的承諾,整個火箭可以在一個月內建成。相比之下,如今最有效的火箭製造過程需要數百人工作數月。
Ellis和Noone,首席技術官,在南加州大學作為本科生相遇,他們在空天俱樂部的空閒時間裏一起工作於一枚火箭。畢業後,Ellis在 藍色起源公司工作,這是一家由 亞馬遜公司首席執行官傑夫·貝索斯擁有的火箭公司,併成功遊説增加公司對3D打印金屬部件的使用。Noone則在 SpaceX工作,這是 特斯拉公司首席執行官埃隆·馬斯克的火箭公司,他主要從事發動機設計。兩人在深夜電話中開始構思他們的公司,通常至少有一個人在下班回家的路上。“我們整理了這些電子表格,以弄清楚為什麼火箭仍然如此昂貴,”Noone説。“事實是,80%到90%的成本是人工。”
在相對論公司的工廠中聽到的大多數 grunt 和 groan 聲音來自隔壁健身房的特技演員訓練。打印機臂負責初創公司的重任,每秒將 8 英寸的液態金屬流入一個垃圾桶大小的轉盤,看起來像一個未來派的陶工輪。幾個小時後,激光器的巨大熱量使工廠頂部的温度升高到 140 華氏度。埃利斯和努恩的團隊通過用最初為室內大麻種植者設計的尼龍帳篷覆蓋激光機,防止地面過於潮濕。
幾天後,打印機可以製造一個寬 7 英尺、高 14 英尺的單件燃料箱。攝影師:卡萊布·馬歇爾,彭博商業週刊在工廠的後面,相對論公司正在研究合金,以使其金屬更適合 3D 打印,並能夠結合火箭的外殼和內部結構。“航天飛機有 250 萬個活動部件,”埃利斯説。“我們認為 SpaceX 和藍色起源已經將這個數字減少到每個火箭大約 100,000 個活動部件。我們想要達到 1,000 個活動部件,少於一輛汽車。”
相對論公司運作精簡,只有 14 名全職員工,獲得了來自達拉斯小牛隊老闆馬克·庫班、風險投資公司 社會資本 和初創加速器 Y Combinator 的 1000 萬美元資金。6 月,它在密西西比州的 NASA 設施成功進行了打印引擎的測試發射。到 2020 年中期,該公司計劃打印一枚高 90 英尺、寬 7 英尺的火箭,可以將 2,000 磅的貨物送入軌道;創始人表示它將在 2021 年飛行。在這個尺寸和 1000 萬美元的發射價格下,這枚火箭可以將 小型企業衞星 送入軌道,費用遠低於政府運營的航天機構收費。
然而,四年是很長的時間。藍色起源和SpaceX都是由擅長降低成本的億萬富翁運營的;在過去的十年裏,馬斯克的團隊利用消費電子、軟件和製造方面的進步,將發射成本從典型的1億美元到3億美元降低到6000萬美元。這兩家公司也開始完善可重複使用的火箭,並可以在他們更大的飛船上運送更多貨物進入軌道。
相對論也不會是第一個進入市場的精簡火箭初創公司。新西蘭的火箭實驗室有限公司計劃在幾個月內開始商業發射,向客户收取每次500萬美元的費用,還有一些其他火箭初創公司將在接下來的兩年內跟進。火箭的過剩可能會削弱對相對論非傳統方法的興趣。“任何類似的事情都需要顯著的需求來證明前期成本的合理性,”分析師TMF Associates的衞星和電信顧問Tim Farrar説。“即使從技術上講可以做到,但他們如何獲得投資回報仍然遠未明確。”
埃利斯表示,相對論相較於其他火箭製造商的優勢在於它從根本上重新思考了整個製造過程。古巴表示,他支持他們的巨型3D打印機在火箭之外的用途。“我認為他們的技術有很大的成功機會,”他在一封電子郵件中寫道。“我認為這項技術不僅適用於太空,還適用於其他應用。”
相對論機器最大膽的未來應用可能發生在火星。埃利斯表示,公司計劃改進其打印機,使其足夠耐用和適應,以幫助建造構成太空殖民地的建築。“如果你認為那種未來是不可避免的,那麼我們將需要輕便、智能和自動化的製造來在另一個星球上建造東西,”他説。“我們的長期使命是在火星上打印第一枚火箭。”超越這一點吧,埃隆。