Jak Relativity Space redefiniuje produkcję rakiet

Zdjęcie w tle: Relativity Space

Relativity Space jest firmą należącą do sektora kosmicznego założoną w 2015 roku przez CEO Tima Ellisa oraz CTO Jordana Noone’a, dawnych pracowników SpaceX i Blue Origin. Siedziba firmy mieści się w Los Angeles, a testy silników i starty rakiet należących do przedsiębiorstwa odbywają się w Kosmicznym Centrum Stennis oraz Cape Canaveral. Celem firmy jest unowocześnienie eksploracji kosmosu, optymalizując procesy produkcyjne z wykorzystaniem technologii druku 3D. Po dziewięciu latach istnienia to nietuzinkowe podejście do astronautyki zostało docenione – w tym roku firma pojawiła się w corocznym rankingu CNBC Disruptor 50, na którym figurują innowacyjne przedsiębiorstwa łamiące status quo.

Jak mówi jeden z artykułów na oficjalnej stronie firmy, koncept założenia Relativity Space powstał na tylnej stronie paragonu z kawiarni. To wielkie marzenie o tanich rakietach wielokrotnego użytku oraz ciężka praca doprowadziły założycieli Tima i Jordana aż do dnia dzisiejszego, kiedy w ich startupie pracuje ponad 1000 osób, a jego wartość obecnie szacuje się na 3,6 miliardów dolarów.

Firma opatentowała największą drukarkę 3D do metalu – system Stargate. Pozwala on na precyzyjne tworzenie struktur, tym samym redukując zbędne łączenia i części. Większość obecnie budowanych rakiet składa się z ponad 100 000 komponentów, podczas gdy pierwsza rakieta RS ma ich mniej więcej 1000. Są one drukowane z szybkością około 25 cm/s. Te uproszczenia mają pomóc Relativity Space w osiągnięciu celu, jakim jest budowanie nowej rakiety co 60 dni. Póki co firma idzie w dobrym kierunku, jako że wydrukowała 85% masy rakiety Terran 1 – debiutanckiej rakiety RS. Ta dwustopniowa rakieta na metan miała okazję wystartować tylko jeden raz, 23 marca 2023 roku. Misję nazwano „Powodzenia, baw się dobrze” i jej celem było zbadanie wytrzymałości struktury, co się powiodło – Terran 1 pokonał punkt max Q, czyli punkt maksymalnego ciśnienia aerodynamicznego. Do niepowodzenia doszło po oddzieleniu się pierwszego stopnia, gdy silniki drugiego stopnia nie zapaliły się.

Choć Ellis i Noone aspirowali, by Terran 1 stał się pierwszą rakietą na orbicie zasilaną mieszanką paliwową metan+tlen, i do tego taką drukowaną 3D, pierwszy lot tej rakiety był zarazem jej ostatnim. Wcześniej planowano jeszcze wykonanie kilku misji w ramach kontraktów, jednak zrezygnowano z dalszego rozwoju Terrana 1 na rzecz pracy nad projektem Terran R. Ma ona być znacznie większą rakietą, mającą w stanie zanieść 23 500 kg na LEO w trybie ponownego użytku, bądź też 33 000 kg bez zainstalowanego boostera pozwalającego na powrót kapsuły. Dla porównania, Terran 1 mógł zmieścić tylko 1250 kg ładunku.

Silniki Aeon, zaprojektowane, wyprodukowane i używane przez Relativity Space, są równie innowacyjne jak konstrukcja rakiety. Terran R ma mieć ich aż trzynaście w pierwszym stopniu, a jeden w drugim. I w przypadku silników na skuteczny proces tworzenia pozwala technologia druku 3D. Na przykład, wtryskiwacz, czyli część silnika mieszająca ciekły tlen z metanem, w przypadku silnika Aeon jest tylko jedną częścią, natomiast w starszych silnikach składa się on z 1000 części. Do tego taki silnik produkuje się 18 razy szybciej i jest 10 razy tańszy niż te wyprodukowane przy używaniu przestarzałych, tradycjonalnych technologii.

Kolejną wadą niekorzystania z technologii druku 3D w trakcie budowy silników rakietowych jest mnogość zewnętrznych rurek ochładzających silnik. Podczas pracy silnika rakietowego w komorze spalania robi się bardzo gorąco – temperatura dochodzi do 3500 kelwinów. W tak wysokiej temperaturze stopiłby się niemal każdy metal. Dlatego potrzeba dodatkowej konstrukcji służącej do ochładzania. Zazwyczaj rolę substancji ochładzającej pełni kriogeniczny utleniacz, który przepływa przez zewnętrznie umiejscowione rurki. Taka konstrukcja jest niesamowicie skomplikowana, a jej wykonanie pochłania wiele zasobów. Relativity Space w sprytny sposób uniknęło tego problemu, drukując kanały bezpośrednio w dyszy używając specjalistycznych laserów. Dzięki temu konstrukcja i proces wykonania zyskuje na prostocie.

Na szybki rozwój firmy pozwala wprowadzona przez założycieli idea iteracyjnego procesu produkcji. Oznacza to szybką produkcję i szybkie zmiany. Gdy inżynierowie wpadną na pomysł, który mógłby potencjalnie polepszyć konstrukcję silnika, to szybko i niskim kosztem można sprawdzić dane rozwiązanie empirycznie, korzystając z technologii drukowania 3D.

Iteracyjne zmiany, drukowanie 3D i zatrudnianie zdolnych inżynierów to czynniki które sprawiają, że Relativity Space jest obecnie jedną z najbardziej obiecujących firm sektora aerospace. Najhuczniejszym wydarzeniem dla przedsiębiorstwa w najbliższych latach zapewne będzie start Terrana R, przewidziany na 2026 rok.

Reakcja

0%0Pozytywnie0%0Neutralnie 0%0Negatywnie

Twoje emocje

0%0Lubię to!

0%0Super0%0Ekscytujący 0%0Ciekawy0%0Smieszny0%0Smutny0%0Wściekły0%0Przerażony0%0Szokujący0%0Wzruszający0%0Rozczarowany0%0Zaskoczony

Co sądzisz?

0%0Prawda0%0Manipulacja0%0Fake news

0

0Ulub

Oryginalne źródło ZOBACZ