文 | 硅兔賽跑 王王
編輯 | 蔓蔓周
最近天上有點(diǎn)熱鬧。前兩周SpaceX的星艦在全球觀眾的注視下在空中解體，馬斯克的復(fù)雜表情以及控制中心員工們的反應(yīng)給此次發(fā)射增添了不少值得解讀的空間。
就在最近，一家不那么知名的公司也發(fā)射了一支火箭。雖然同樣沒能進(jìn)入軌道，但這次發(fā)射也取得了人類科技史上的又一里程碑意義。
因為這是人類發(fā)往太空的第一支3D打印火箭。
01、一次成功的失敗
3月22日，由Relativity Space公司研發(fā)制造的人族一號（Terran 1）火箭在美國佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角太空部隊的16號發(fā)射場升空。繼3月8日和11日兩次因技術(shù)問題取消發(fā)射后，此次發(fā)射尤為扣人心弦。
按照計劃，人族一號發(fā)射1分20秒，穿過最大空氣動力點(diǎn)；升空2分45秒，一二級火箭分離；升空7分44秒，二級火箭發(fā)動機(jī)關(guān)閉；發(fā)射升空8分鐘，二級火箭進(jìn)入既定軌道。
在火箭發(fā)射后7分鐘左右，二級火箭發(fā)動機(jī)在點(diǎn)火時出現(xiàn)異常，隨即實(shí)時影像消失，火箭未能進(jìn)入預(yù)定軌道，但其在上升階段到達(dá)了火箭穿越大氣層的過程中阻力最大的點(diǎn)——最大空氣動力點(diǎn)，因此也實(shí)現(xiàn)了本次試射的一個重要目標(biāo)。由此，人族一號成為人類歷史上首個成功發(fā)射的幾乎全3D打印的火箭。
圖源：YouTube
人族一號是目前世界上最大的3D打印物品：它由兩級組成，高約33.5米，寬約2.2米，重9.28噸。其85%的組件由合金金屬材料3D打印而成。
在很多行業(yè)看來，85%的3D打印比例并不高，但對于航天來說卻意味著里程碑式的突破。據(jù)Relativity官方介紹，盡管很多新型火箭都采用了3D打印技術(shù)，但3D打印的零部件占比都不超過4%。而人族一號的絕大部分零件均由3D打印完成，包括最關(guān)鍵的Aeon 1甲烷液氧發(fā)動機(jī)，以及推進(jìn)劑罐、反應(yīng)控制推進(jìn)器、加壓系統(tǒng)等核心系統(tǒng)。
因為采用了3D打印技術(shù)，Relativity可以在60天內(nèi)制造一支火箭，比傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式快10倍，同時制造零件量也僅有過去的1%。
此外值得一提的是，人族一號采用的是甲烷燃料發(fā)動機(jī)，SpaceX的星艦同樣采用了甲烷燃料。相比燃油發(fā)動機(jī)，甲烷燃料積碳更少、燃燒效能更高，并且可以很容易地從液化天然氣中提煉出來，生產(chǎn)成本更低。
02、離開藍(lán)色起源，探索3D打印的可能
Relativity的兩名創(chuàng)始人：Tim Ellis和Jordan Noone不僅是南加州大學(xué)的同班同學(xué)，還一起在貝佐斯的藍(lán)色起源共事。Tim是3D打印的信徒，將金屬3D打印帶進(jìn)了藍(lán)色起源。兩人認(rèn)為，當(dāng)前市面上的商業(yè)航天公司采用3D打印技術(shù)的深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，于是在2015年，他們一同創(chuàng)立了Relativity Space，致力于打造世界上第一個完全3D打印的火箭。
左：Tim Ellis，右：Jordan Noone | 圖源：Inc.Magazine
通過郵件陌拜，Tim和Jordan打動了美國的知名投資人Mark Cuban（他更有名的身份可能是NBA達(dá)拉斯獨(dú)行俠隊的老板），獲得了最初的50萬美元融資。
2016年，他們又獲得YC賞識，成為YC校友。通過一步步籌集資金、招募團(tuán)隊，Relativity規(guī)模逐漸擴(kuò)大，得到越來越多的投資人認(rèn)可，其投資方包括黑石、Tiger Global、Coatue等知名機(jī)構(gòu)，以及Jared Leto等個人投資者（沒錯就是你認(rèn)識的那個萊托少爺）。
截止目前，Relativity已經(jīng)籌集了13億美元融資，估值42億美元。
03、馬不停蹄的Relativity：目標(biāo)是95% 3D打印
就在人族一號發(fā)射失敗后，Relativity的創(chuàng)始人在公開聲明中Ellis說：我們想問問客戶，是愿意等我們修復(fù)人族一號的問題再次發(fā)射呢，還是直接去研發(fā)他們真正感興趣的火箭呢？
不知道客戶們投了誰一票，反正Relativity宣布了人族一號即將退休的消息，將未來的研發(fā)和發(fā)射計劃讓位給更大、全身3D打印含量高達(dá)95%的人族R號（Terran R）。據(jù)Ellis的推特，Relativity目前的16.5億美元合同中的絕大部分都采購的是人族R號，預(yù)計在2026年首次發(fā)射。
人族R號在2021年官宣，不過在此后的2年間，人族R號的研發(fā)設(shè)計規(guī)劃發(fā)生了不少變化。
最大的變化在于，人族R號舍棄了全面重復(fù)利用。當(dāng)時，公司曾放言，借助獨(dú)特的合金材料和3D打印技術(shù)，“這支火箭上不會有一個無法重復(fù)利用的部件”。但新的火箭設(shè)計只顯示出回收一級火箭的跡象，這就與SpaceX的獵鷹9號、藍(lán)色起源的新格倫號等“傳統(tǒng)火箭”如出一轍了。
圖源：TechCruch
不過，新的人族R號提升了運(yùn)載能力。Relativity在初次官宣時表示，人族R號可以將超過20000公斤的重量發(fā)射到近地軌道，但該公司現(xiàn)在聲稱，采用回收一級火箭的方案后，有效載荷能夠提升到23500公斤，如果一級火箭被耗盡，則可以進(jìn)一步提升到33500公斤；它還可以在回收一級火箭時將高達(dá)5500公斤的有效載荷送入地球靜止轉(zhuǎn)移軌道。
發(fā)射火箭是一個極為燒錢的游戲，顯然Relativity也在孤注一擲。
雖然尚不清楚人族R號的研發(fā)進(jìn)度，但從其將發(fā)射時間由2024年推遲到2026年這一點(diǎn)就可見一斑。根據(jù)計劃，人族R號將在人族一號的同一片發(fā)射場升空，為此，Relativity要在接下來的幾年時間里改造一個更大的機(jī)庫、更大的發(fā)射臺、更高的避雷塔，并完成所有基礎(chǔ)設(shè)施的升級，以適應(yīng)更大的火箭。
Relativity的時間表相當(dāng)緊張，期待在2026年的某一天，人類能夠見證3D打印的火箭升入太空。
參考來源：
So long, Terran 1: Relativity Space makes hard pivot to an even larger Terran R（TechCruch）
Relativity shelves Terran 1 after one launch, redesigns Terran R（SpaceNews）
https://www.relativityspace.com/