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两位 90 后利用 3D 打印打造23亿美元火箭帝国

快乐创业 2020-11-19    我要分享:

这是继 SpaceX 之后世界上最有价值的商业太空公司之一。

说起国外商业航天公司,我们大都会想起帮助甲方爸爸 NASA 摆脱了近十年「寄俄篱下」局面的 SpaceX、首富 Jeff Bezos 创立的关注太空旅游市场的蓝色起源、破产后由英国政府 10 亿美元收购的卫星运营商 OneWeb、每天烧掉 400 多万人民币的首个上市商业太空公司维珍银河等等。

其实,这个赛道上还有很多不那么出名的玩家,比如刚刚完成发动机关键测试、获得新一轮融资的 Relativity Space。

2015 年,原本任职于 SpaceX 和蓝色起源的两位 90 后创立了这家专为商业轨道发射服务开发制造技术、运载火箭和火箭发动机的公司,他们靠的是一种我们并不陌生的技术——3D 打印。

发动机关键测试完成

当地时间 2020 年 11 月 9 日,Relativity Space 顺利完成了首次 Aeon 1 火箭发动机全周期地面点火测试。

此次测试在 NASA 斯坦尼斯航天中心进行,这一航天中心原为国家空间技术实验室,目前是 NASA 主要的大发动机试验基地。

测试中,包括涡轮泵、喷射器和燃烧室在内的所有发动机关键部件都是在一个模拟飞行的环境中运行。

随后在 Twitter 上,Relativity Space 官方也表示,Aeon 1 火箭发动机全功率运行了 187 秒,满足了发射任务所需的时长。

值得一提的是,Relativity Space 原本计划在今年年中完成这一测试,但今年以来由于疫情和至少 6 次热带风暴和飓风的影响,最终的测试时间定在了年底前,如今算是终于完成了。

据外媒 Ars Technica 报道,自今年 8 月底至 11 月初的 56 天里,从最初持续几秒钟的低功率测试、到发动机的全功率长时间点火测试,Relativity Space 已经进行了 400 多项测试。

Relativity Space 首席执行官 Tim Ellis 将 Aeon 1 火箭发动机的成功归功于工程和技术团队、软件预测模型、以及公司快速迭代和按需 3D 打印新部件的能力。

Tim Ellis 表示:我认为这真的证明了 3D 打印技术是如何以闪电般的速度制造火箭的。

实际上,此次测试的 Aeon 1 发动机其实是 Relativity Space 推出的新版发动机——原版发动机名为 Aeon,在海面上的推力为 1.7 万磅,而 Aeon 1 将推力大幅提升至 2.3 万磅。

这样的变化原因就在于,2019 年应客户要求,Relativity Space 调整了其 Terran 1 火箭的尺寸,有效载荷可用体积增加了近一倍,顶部整流罩的直径扩大到 3 米、高度扩到 7 米(虽然比猎鹰 9 号等大型火箭使用的整流罩要小,但在“小卫星”运载火箭的级别上是相当大的)。而整流罩体积扩大,需要更强大的发动机与燃气发电机循环。

可见,Relativity Space 已经能够验证这种体积更大、性能更强的发动机设计了。

Relativity Space 工厂开发副总裁 Zach Dunn 表示:发动机测试的成功,让我们有信心实现 2021 年发射第一枚火箭的目标。下一步就到了集成阶段测试,随后将在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地 16 号航天发射场发射火箭。

已获众多订单,估值 23 亿美元

这次重要测试之前,成立仅仅 5 年的 Relativity Space 也的确是在稳步发展。

自创立以来,Relativity Space 的目标便是成为第一家将全 3D 打印运载火箭送入轨道的公司。

Relativity Space 正在建造其第一代火箭 Terran 1,Terran 1 第一级火箭拥有 9 个发动机,近地轨道的推力 1.25 吨。

与其他传统火箭不同的是,Relativity Space 使用了多台自己开发的 3D 打印机来制造其各零部件。按目前的设计,Terran 1 火箭约有 95% 的部件是 3D 打印的,这使得 Terran 1 没有传统火箭那么复杂,建造或调整的速度也更快。

Relativity Space 官网显示,Terran 1 火箭相比传统火箭有以下特点:

可靠性:零件数量减少了 100 倍

速度:生产时间加快 10 倍

灵活性:无固定工具,供应链简单

优化:迭代耗时少

实际上为了 3D 打印大型部件,Relativity Space 已经创建了一个名为「星际之门」(Stargate)的系统——号称是世界最大的金属 3D 打印机。

「星际之门」系统的核心在于选择性激光烧结成形技术(SLS),即利用激光束将粉末状的金属一层一层地粘合成精密而复杂的结构,结构中的部件都是极小的。

甚至于 Relativity Space 还表示,其工艺可使得原材料在 60 天内变成发射台上的火箭。

仅仅从 SpaceX 大起大落的故事中,我们就能理解制造火箭并非易事,那么 3D 技术又能给这家初创公司加分多少呢?

在维基百科上有这样一份按时间顺序排列的 Relativity Space 火箭发射合同清单:

2019 年 4 月 5 日,宣布获得了公司成立以来的第一份订单,该合同是与加拿大电信卫星运营商 Telesat 签订的,合同内同包括多次发射 Terran 1 火箭;

2019 年 4 月底,宣布获得了泰国卫星宽带公司 mu Space 的订单,预计 2022 年下半年一颗 mu Space 卫星将搭载 Terran 1 火箭发射到近地轨道;

2019 年 5 月,与一家卫星共乘服务和任务管理提供商 Spaceflight Industries 签署了合同,将于 2021 年第三季度搭载 Terran 1 火箭发射 Spaceflight 专用小型卫星;

2019 年 9 月,在世界卫星商业周期间宣布,Terran 1 火箭将携带太空拖船进入轨道;

2020 年 6 月,与铱星公司签署合同,合同包括 2023 年以后的 6 次专用发射;

2020 年 10 月 16 日,宣布将帮助实现洛克希德·马丁公司的低温液氢管理示范任务。

对于一家还没有实际成绩的初创公司来说,订单很重要,融资也同样重要。

当地时间 11 月 17 日,外媒 CNBC 报道,知情人士称 Relativity Space 正在进行由纽约投资公司老虎环球管理 Tiger Global Management 牵头的新一轮 5 亿美元融资。

知情人士表示,新一轮融资将在未来几天内完成,这一轮融资过后 Relativity Space 的估值将跃升至 23 亿美元。

值得关注的是,23 亿美元的新估值将使其成为继 SpaceX 之后世界上最有价值的商业太空公司之一(SpaceX 在今年 8 月份融资后的估值超过 440 亿美元)。

创始团队来自 SpaceX 和蓝色起源

雷锋网编辑在 Relativity Space 官网的合作伙伴列表中注意到了 NASA 和美国空军,那么这样的一家公司,其创始团队是何背景?

Relativity Space 由两位 90 后创立——一是 CEO Tim Ellis,二是 CTO Jordan Noone。

生于 1990 年的航空航天工程师 Tim Ellis 毕业于南加州大学,凭着一腔热情在大一期间将所学专业专为航空工程,在校期间他曾在蓝色起源参与了三段实习,获得了航天航空工程学士、硕士学位。

毕业后,Tim Ellis 全职加入了蓝色起源,开始从事 3D 打印火箭组件的相关工作,并担任了乘员舱 RCS 推进器、BE-4 和 New Glenn 的推进开发工程师。

Tim Ellis 还因把金属 3D 打印技术引入蓝色起源而倍受公司赞誉。

同样作为航空航天工程师、南加州大学毕业生的 CTO Jordan Noone 生于 1992 年,他有着 SpaceX 和蓝色起源的双重背景:

2013 年大三结束时,Jordan Noone 曾在蓝色起源的推进小组实习。

毕业后,Jordan Noone 被 SpaceX 聘为太空推进技术开发工程师。

实际上二人的专业能力、领导才能早在大学期间就有所展现——Tim Ellis 和 Jordan Noone 都曾在南加州大学的火箭推进实验室担任领导职务,其中 Jordan Noone 还在领导火箭推进实验室期间成为了第一个获得美国联邦航空管理局许可将火箭送入太空的青年学生。

也许二人的背景对 Relativity Space 的发展有所加持,但就连 SpaceX 和蓝色起源两家知名玩家还在时而「触底」、时而「反弹」,毕竟上太空实在不是件易事。

就像 Tim Ellis 所说:

我们仍在前进的道路上。


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