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(méi)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?yàn)檫@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(hào)（Terran 1）火箭在美國(guó)佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角太空部隊(duì)的16號(hào)發(fā)射場(chǎng)升空。繼3月8日和11日兩次因技術(shù)問(wèn)題取消發(fā)射后，此次發(fā)射尤為扣人心弦。

按照計(jì)劃，人族一號(hào)發(fā)射1分20秒，穿過(guò)最大空氣動(dòng)力點(diǎn)；升空2分45秒，一二級(jí)火箭分離；升空7分44秒，二級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉；發(fā)射升空8分鐘，二級(jí)火箭進(jìn)入既定軌道。

在火箭發(fā)射后7分鐘左右，二級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在點(diǎn)火時(shí)出現(xiàn)異常，隨即實(shí)時(shí)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(guò)程中阻力最大的點(diǎn)——最大空氣動(dòng)力點(diǎn)，因此也實(shí)現(xiàn)了本次試射的一個(gè)重要目標(biāo)。由此，人族一號(hào)成為人類歷史上首個(gè)成功發(fā)射的幾乎全3D打印的火箭。

圖源：YouTube

人族一號(hào)是目前世界上最大的3D打印物品：它由兩級(jí)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(lái)，85%的3D打印比例并不高，但對(duì)于航天來(lái)說(shuō)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(guò)4%。而人族一號(hào)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(dòng)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?yàn)椴捎昧?D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(shí)制造零件量也僅有過(guò)去的1%。

此外值得一提的是，人族一號(hào)采用的是甲烷燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，SpaceX的星艦同樣采用了甲烷燃料。相比燃油發(fā)動(dòng)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(lái)，生產(chǎn)成本更低。

02、離開(kāi)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(gè)完全3D打印的火箭。

左：Tim Ellis，右：Jordan Noone | 圖源：Inc.Magazine

通過(guò)郵件陌拜，Tim和Jordan打動(dòng)了美國(guó)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(duì)的老板），獲得了最初的50萬(wàn)美元融資。

2016年，他們又獲得YC賞識(shí)，成為YC校友。通過(guò)一步步籌集資金、招募團(tuán)隊(duì)，Relativity規(guī)模逐漸擴(kuò)大，得到越來(lái)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(gè)人投資者（沒(méi)錯(cuò)就是你認(rèn)識(shí)的那個(gè)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(hào)發(fā)射失敗后，Relativity的創(chuàng)始人在公開(kāi)聲明中Ellis說(shuō)：我們想問(wèn)問(wèn)客戶，是愿意等我們修復(fù)人族一號(hào)的問(wèn)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(shuí)一票，反正Relativity宣布了人族一號(hào)即將退休的消息，將未來(lái)的研發(fā)和發(fā)射計(jì)劃讓位給更大、全身3D打印含量高達(dá)95%的人族R號(hào)（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(gòu)的是人族R號(hào)，預(yù)計(jì)在2026年首次發(fā)射。

人族R號(hào)在2021年官宣，不過(guò)在此后的2年間，人族R號(hào)的研發(fā)設(shè)計(jì)規(guī)劃發(fā)生了不少變化。

最大的變化在于，人族R號(hào)舍棄了全面重復(fù)利用。當(dāng)時(shí)，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(huì)有一個(gè)無(wú)法重復(fù)利用的部件”。但新的火箭設(shè)計(jì)只顯示出回收一級(jí)火箭的跡象，這就與SpaceX的獵鷹9號(hào)、藍(lán)色起源的新格倫號(hào)等“傳統(tǒng)火箭”如出一轍了。

圖源：TechCruch

不過(guò)，新的人族R號(hào)提升了運(yùn)載能力。Relativity在初次官宣時(shí)表示，人族R號(hào)可以將超過(guò)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(jí)火箭的方案后，有效載荷能夠提升到23500公斤，如果一級(jí)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(jí)火箭時(shí)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(gè)極為燒錢(qián)的游戲，顯然Relativity也在孤注一擲。

雖然尚不清楚人族R號(hào)的研發(fā)進(jìn)度，但從其將發(fā)射時(shí)間由2024年推遲到2026年這一點(diǎn)就可見(jiàn)一斑。根據(jù)計(jì)劃，人族R號(hào)將在人族一號(hào)的同一片發(fā)射場(chǎng)升空，為此，Relativity要在接下來(lái)的幾年時(shí)間里改造一個(gè)更大的機(jī)庫(kù)、更大的發(fā)射臺(tái)、更高的避雷塔，并完成所有基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)，以適應(yīng)更大的火箭。

Relativity的時(shí)間表相當(dāng)緊張，期待在2026年的某一天，人類能夠見(jiàn)證3D打印的火箭升入太空。

參考來(lái)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/