3D打印火箭即将测试 最早2021年发射

来源：环球网

人们利用3D打印来生产一些小型的或便携式的东西已经不再稀奇。然而，很少有人能会利用这项技术来制造庞然大物，尤其是制造火箭——这听起来就像个天方夜谭的任务。不过，初创公司Relativity Space的创始人兼首席执行官Tim Ellis可不这么认为。

在Relativity Space公司洛杉矶总部的工厂里，有4台世界上最大的金属3D打印机，它们不分日夜地制造火箭零件。而且，该公司第一艘3D打印火箭马上就要送往密西西比州进行测试。

Relativity Space公司最新型号的专利3D打印机名为“星际之门（Stargate）”，高30英尺，有两条巨大的机械手臂，像触角一样从机器主体上伸出来。Terren-1火箭则是Relativity Space公司的第一枚火箭；按质量来算，这种火箭的95%都将由Stargate 3D打印机制造生产，只有一些电子设备、电缆、移动部件和橡胶垫圈不会被打印出来。

为了制造出3D打印的火箭，Tim Ellis和他的团队不得不重新思考火箭的设计方式。这也就导致Terren-1火箭的零件将比同类火箭少100倍；例如，它的发动机Aeon仅由100个部件组成，而一个典型的液体燃料火箭可能有数千个部件。

Tim Ellis声称，通过对零部件进行整合和优化，Relativity Space公司将能够在60天内让火箭完成从"一堆原材料"到“登上发射台“的转变——至少在理论上可以实现。不过，Relativity Space公司还没有组装出最终的Terren-1火箭，而且最早也要到2021年才能发射火箭。

在组装完成后，Terren-1火箭将高达100英尺，能够将重达2800磅的卫星送入近地轨道——从这一方面来说，它比小型卫星发射装置要强，但远远低于大型火箭的有效载荷能力，如SpaceX 的 Falcon 9。所以，Terren-1火箭将特别适合运载中型卫星。

太空咨询公司Northern Sky Research的高级分析师Shagun Sachdeva表示，“Terren-1火箭通过全面的测试将是Tim Ellis及其团队证明这项新技术的里程碑”。因为在那之后，该公司就可以开始解决其他问题，比如是否需要每60天就发射一枚新火箭。

实际上，Relativity Space并不是唯一一家使用3D打印技术的火箭公司。SpaceX、Blue Origin、Rocket Lab 等公司也会使用这项技术来打印特定的部件。但是，Tim Ellis认为，航天工业需要想得更长远，3D打印火箭才是人类未来在火星与地球之间运输基础设施的关键。

29岁的Tim Ellis和26岁的Jordan Noone（Relativity Space公司的联合创始人）从大学时代起就一直在制造火箭，他们曾在南加州大学鼎鼎大名的火箭团队工作，后来又在Blue Origin和SpaceX就职；在Blue Origin工作时，Tim Ellis开始设想打造一个几乎不需要人手的机器人火箭工厂。不过，这个目标需要通过巨型3D打印机来实现。

如Tim Ellis所愿，后来他创立了Relativity Space公司，并拥有了自己的3D打印机和火箭工厂。Stargate 3D打印机的第一个版本大约15英尺高，由三个机械臂组成；手臂用于焊接金属，监控打印机的进程，并纠正缺陷。

现在，Relativity Space公司拥有了全新版本的Stargate 3D打印机，它的高度是原来的两倍，只有两条机械手臂，但能够完成的任务却比以前“三条手臂”更多了；除此之外，它还可以一次性打印出更大的组件，比如火箭的整流罩或燃料室。据悉，下一版本的Stargate 3D打印机将再次扩大一倍，这对公司制造更大的火箭更有帮助。

Tim Ellis透露，Relativity Space公司制造火箭的真正秘密在于，利用人工智能来“告诉”3D打印机该做什么。在打印之前，工作人员会对打印结果进行模拟，然后对3D打印机进行培训，以降低不良率。随着新部件不断被制造出来，机器学习算法也在变得更好，直到它最终能够自己纠正3D打印的效果。

在未来，3D打印机将认识到自己的错误，自己控制切割和添加金属，直到生产一个完美的部件。Tim Ellis认为这是将自动化制造带到其他世界的关键。他说道：“Stargate 3D 打印机正在制造火箭部件。”

然而，并不是所有人都赞同 Relativity Space 公司制造火箭的方式。初创公司 Launcher Space 也在使用 3D 打印技术，但该公司首席执行官 Max Haot 认为：“在航空航天行业，每个人都在尽可能快地利用 3D 打印技术，尤其是在发动机零部件领域。问题是，与传统的火箭制造方法相比，3D 打印是否值得？我们对这个问题持否定态度。”

目前，Relativity Space 公司已经与几家主要的卫星运营商签署了价值数亿美元的协议，其中包括 Telesat LEO 和 Momentus；Tribe Capital 合伙人 Arjun Sethi 也投资了 Relativity Space 公司，他还认为亚马逊的 AWS云服务可以为规模较小的太空公司提供关键的基础设施。

北方天空研究公司的 Sachdeva 认为，Relativity Space 公司在航天 3D 打印方面的专业知识可能会有超越火箭本身的持久价值。Sachdeva 说：“对于整个行业来说，这是一个相当大的进步。”