即便在航天业百花齐放的时代,Relativity Space 也一枝独秀。这家火箭公司的创始人是一群 20 多岁的年轻人,他们曾经在 Blue Origin 与 SpaceX 工作。他们聚在一起希望用 3D 打印技术制造火箭发动机和助推器,将运载火箭的零件数量从 10 万个降低到 1000 个以下。

Relativity 自 2015 年成立以来一直保持静默的模式,如今它开始走进公众视野。同时,这家位于加州的公司也开始显现出自己的雄心壮志。Relativity 希望在未来某一天可以在火星上打印一枚火箭,并乘坐它返回地球。“我们作了长远打算,”Relativity 联合创始人 Tim Ellis 说。

当然,在到达火星之前,Relativity 首先需要在地球上成功打印一枚火箭。据 Ellis 介绍,Relativity 进展顺利,已经打印出了引擎组件(公司迄今已经进行了 85 项引擎测试)。现在,公司已经准备好了做更多的测试。

携手 NASA

上周,Relativity 宣布公司与 NASA 斯坦尼斯航天中心(Stennis Space Center)签署了一项为期 20 年的合作协议,租用了位于密西西比州南部面积为 25 英亩的 E4 测试场地。有了该处的 4 个测试台,Relativity 就能充分对引擎进行研发与测试,并且每年制造 36 枚火箭。协议指出,Relativity 最终将在该处获得面积为 250 英亩的测试场地。

了不起的spacex重型火箭(火箭公司RelativitySpace雄心初显)(1)

图丨 Relativity 从 NASA 租借的 E4 测试场

Ellis 称这是斯坦尼斯中心签署的第一份商业太空发射协议。根据这些协议,NASA 发射场地的相关设施可以与私人部门共享。肯尼迪航天中心也有类似的协议,比如允许 SpaceX 使用 39A 发射场地。斯坦尼斯协议允许 Relativity 进行全天候的测试,并且能根据需要使用场地设施与员工。据悉,Relativity 以 3000 万美元达成此项协议。

SpaceX 在德州的麦格雷戈(McGregor)建造了专门的引擎测试设施,Blue Origin 在德州西部也有测试点。Ellis 认为,与 NASA 合作可以避免建设基础设施的成本。“跟 NASA 合作,我们就不用重新‘造轮子’了,”Ellis 说。“我们有场地的专门使用权,所以我们测试时就无需申请许可。”

拳头产品

Relativity 正在全力研发 Aeon 1 火箭引擎,它是一款液氧甲烷发动机。Aeon 引擎的真空推力适中,约为 8.8 吨,还不到 SpaceX 猎鹰 9 的 Merlin 1D 发动机推力的十分之一,是 Rocket Lab 小型火箭 Electron 的 Rutherford 发动机推力的 4 倍。

了不起的spacex重型火箭(火箭公司RelativitySpace雄心初显)(2)

图丨 Aeon 1 发动机全推力测试

Aeon 1 发动机最突出的不是它的性能,而是它的简约性。Ellis 说用不了 20 天就能把发动机打印出来。而且,Aeon 1 发动机只有 100 个零件,而大多数火箭发动机通常有数千个零件。

作为公司首个火箭,Relativity 计划给 Terran 火箭装 9 个 Aeon 1 发动机,并在其上面级(upper stage)上装一个单引擎。公司认为,Terran 火箭将填补 Rocket Lab 小型火箭与猎鹰 9 大型火箭之间的“空白”。公司计划将 1.25 吨载荷运往地球低轨道,每次发射成本为 1000 万美元。

了不起的spacex重型火箭(火箭公司RelativitySpace雄心初显)(3)

图丨在斯坦尼斯航天中心,Aeon 1 引擎的点火器启动

Ellis 介绍,公司会在 2020 年末进行试飞,并于 2021 年开始商业发射(通常,火箭发射日程都会延期)。从价格成本来看,Terran 火箭极具竞争力。Relativity 已经稳握 10 亿美元的订单,当然前提是它能如期实施计划。

目光长远

公司对未来的图景很清晰,最终所有的火箭都将由 3D 打印制造,因为人力成本是最高的。“我们有一种感觉,如果我们能 3D 打印 90% 到 95% 的火箭部件,我们的火箭将是颠覆性的,”Ellis 说。“最终,它将成为最便宜的火箭。”

了不起的spacex重型火箭(火箭公司RelativitySpace雄心初显)(4)

图丨 Relativity 工厂的主体是 Stargate 3D 打印机,公司称这是世界上最大的金属 3D 打印机

在创立 Relativity 之前,Ellis 在 Blue Origin 实习并工作过,它参与了公司 BE-4 火箭引擎的研发。他将 3D 打印引入火箭的制造过程。Relativity 另一位联合创始人 Jordan Noone 曾在 SpaceX 工作,并参与龙飞船的 SuperDraco 推进器项目。

Ellis 和 Noone 都对 3D 打印技术感兴趣,而且他们认为 Bule Origin 与 SpaceX 这两家航天领域最前沿的公司都没有充分利用 3D 打印技术。然后他们成立了 Relativity。他们认为,3D 打印不仅能极大降低成本,还能快速应用新设计并对大型发动机进行量产。

了不起的spacex重型火箭(火箭公司RelativitySpace雄心初显)(5)

图丨 Relativity 工厂一角

Ellis 说,目前公司正获得回报。3D 打印引擎比“预期要简单一点”。他们用来制造发动机腔体的金属具有独特的强度与晶粒结构。相比于传统技术,3D 打印的腔体的强度与韧性要增强 20%。

由于高度的自动化,Relativity 的公司结构非常精简,在开始发动机测试时也只有 17 名全职员工。今年会进行引擎涡轮泵测试。Ellis 称随着公司扩大生产,Relativity 今年末会扩张到 45 人。

,