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【科技前沿】全球第一枚3D打印火箭即将测试,最早2021年发射

阅读量：3684362 2019-10-22

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用3D打印造火箭
随着3D打印技术的不断发展和普及，人们利用该技术来生产一些小型的或便携式的东西已经不再稀奇。然而，很少有人会利用这项技术来制造庞然大物，尤其是制造火箭。不过，美国一家名为Relativity Space的初创公司就正在从事这一工作。在该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的创始人兼首席执行官Tim Ellis声称，通过对零部件进行整合和优化，该公司将能够利用3D打印技术大幅提升火箭制造速度，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，RelativitySpace公司还没有组装出最终的成品，而且最早也要到2021年才能发射火箭。

Relativity Space公司利用3D打印技术制造的火箭发动机及其试车情况

“星际之门”打印机
RelativitySpace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。
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。所以，Terren-1火箭将特别适合运载中型卫星。

“星际之门”3D打印机及其生产的火箭零部件

人工智能的参与
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打印机将能够识别和纠正自己的错误，自己控制切割和添加金属，直到生产一个完美的部件。

Relativity Space公司的火箭生产车间
未来可期
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、RocketLab 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。据悉，下一版本的Stargate3D打印机将扩大一倍，这对公司制造更大的火箭更有帮助。
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。”

内容整理自：科普中国网、雷锋网、RelativitySpace公司官网