一家擁有領先3D列印技術的火箭製造商,將與一家航太新創公司與一家發射服務供應商合作,預計最快於2021年將第一批酬載(payload)送上太空。

這家名為Relativity Space的製造商於日前表示,已與衛星共乘(satellite rideshare)與任務管理公司Spaceflight簽署了發射服務協議,後者將利用Relativity Space完全以3D列印製造的火箭Terran 1將衛星發射到近地軌道(low earth orbit)。

Relativity Space號稱是航太產業中第一家能將機器學習、智慧機器人與3D自動化製造技術導入自動化火箭工廠與發射服務的公司,並表示可以在60天內以積層製造技術(additive manufacturing techniques)打造火箭,一開始生產出的火箭酬載重量可達1,250公斤。

這家成立兩年的新創公司創辦人是兩個只有二十幾歲的年輕高手,曾任職Blue Origins和 SpaceX,打造了世界上最大的金屬3D列印機「Stargate」;這座有15呎(約4.5公尺)高的機器內含該公司設計的列印頭,利用功率達1.1kw的雷射將鋁熔化,再塑造各種火箭用零件。

20190521_RelativitySpace_NT01P1

Relativity Space的大型3D列印機Stargate
(來源:Relativity Space)

Relativity Space的執行長Tim Ellis表示,與Spaceflight的合作讓公司得以在趕在2020年年底進行首次的軌道試射,將Terran 1火箭發射到太空軌道上。Relativity Space目前的計畫是在2021年進入商轉,這家3D列印火箭製造商還宣佈了與加拿大衛星營運商Telesat、泰國衛星科技公司mu Space之間的交易。

與Spaceflight的合約中包含最多六次的近地軌道發射,總酬載重量達到6,000公斤。總部位於美國西雅圖的Spaceflight可提供衛星基礎設施,並以SpaceX的Falcon 9號和其他商業火箭提供所謂的共乘服務。

Relativity Space最近取得美國空軍許可,將於卡納維爾角(Cape Canaveral)空軍基地的16 號發射複合體(Launch Complex 16,LC-16)發射Terran 1;美國軍方先前在此發射平台進行Titan II和Pershing導彈的測試。

此外該公司也持續在美國太空總署(NASA)的Stennis太空中心測試Terran 1火箭引擎;除了卡納維爾角的發射場地,Ellis提到該公司還在尋找能夠發射酬載至繞極軌道(polar orbit)以及太陽同步軌道(sun-synchronous orbit)的發射場地。

美國加州洛杉磯有越來越多家火箭製造商,試圖透過零件再利用或創新製造技術,以降低發射小型衛星和所謂「立方衛星」(cubesats)到太空軌道的成本,Relativity Space即為其中之一;該公司的Stargate列印機能夠製造出各種應用於航空電子裝置(avionics)到油箱的零件,將所需的零件數量從傳統火箭的大約1萬個減少至低於1,000個,簡化了火箭發射供應鏈。

Relativity Space以3D列印打造的Aeon 1引擎,利用液態氧和液態甲烷,到目前為止已經試射過136次。Ellis之前在Amazon創辦人Jeff Bezos開設的商業航太公司Blue Origin負責開發推進器和積層製造技術;Blue Origin目前正在開發一種新的液態甲烷引擎,稱為BE-4。

Ellis任職Blue Origin時參與了該公司第一個3D列印金屬零件的設計與測試,包括為BE-4開發的增壓泵渦輪(boost pump turbine)原型。而Relativity Space的共同創辦人暨技術長Jordan Noone是一名推進器開發工程師,先前曾任職SpaceX和Blue Origin。

雖然Terran 1──命名靈感來自於戰略遊戲《星海爭霸》(StarCraft)──的酬載能力還比不上Falcon 9,Ellis預期他以3D列印打造的推進器將能滿足越來越多中小型衛星需求。Ellis在接受採訪時指出:「這是發射服務的最好時機;」隨著越來越多較小型的衛星發射,此市場正在持續成長。

老牌業者也在尋找航太製造轉型的方法,以降低發射成本。例如長期為美軍與NASA供應推進系統的業者Aerojet Rocketdyne,最近對其RL10C-X引擎原型設計進行了點火測試(hot fire test),該公司提到其「核心零組件」也是以3D列印製造。

編譯:Patricia Lin;責編:Judith Cheng

(參考原文:3D Rocket Factory Takes Flight,by George Leopold)