人們利用3D打印來(lái)生產(chǎn)(chǎn)一些小型的或便攜式的東西已經(jīng)(jīng)不再稀奇。然而，很少有人能會(huì )利用這項技術(shù)(shù)來(lái)制造龐然大物，尤其是制造火箭——這聽(tīng)起來(lái)就像個(gè)天方夜譚的任務(wù)(wù)。不過(guò)，初創(chuàng )(chuàng)公司Relativity Space的創(chuàng )(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Tim Ellis可不這么認(rèn)為。

在Relativity Space公司洛杉磯總部的工廠(chǎng)里，有4臺世界上最大的金屬3D打印機，它們不分日夜地制造火箭零件。而且，該公司第一艘3D打印火箭馬上就要送往密西西比州進(jìn)行測試。

Relativity Space公司最新型號的專(zhuān)利3D打印機名為“星際之門(mén)（Stargate）”，高30英尺，有兩條巨大的機械手臂，像觸角一樣從機器主體上伸出來(lái)。Terren-1火箭則是Relativity Space公司的第一枚火箭；按質(zhì)(zhì)量來(lái)算，這種火箭的95%都將由Stargate 3D打印機制造生產(chǎn)(chǎn)，只有一些電子設(shè)備、電纜、移動(dòng)部件和橡膠墊圈不會(huì )被打印出來(lái)。

為了制造出3D打印的火箭，Tim Ellis和他的團隊不得不重新思考火箭的設(shè)計方式。這也就導(dǎo)致Terren-1火箭的零件將比同類(lèi)火箭少100倍；例如，它的發(fā)(fā)動(dòng)機Aeon僅由100個(gè)部件組成，而一個(gè)典型的液體燃料火箭可能有數(shù)千個(gè)部件。

Tim Ellis聲稱(chēng)，通過(guò)對零部件進(jìn)行整合和優(yōu)(yōu)化，Relativity Space公司將能夠在60天內(nèi)讓火箭完成從"一堆原材料"到“登上發(fā)(fā)射臺“的轉(zhuǎn)變——至少在理論上可以實(shí)現(xiàn)。不過(guò)，Relativity Space公司還沒(méi)有組裝出最終的Terren-1火箭，而且最早也要到2021年才能發(fā)(fā)射火箭。

在組裝完成后，Terren-1火箭將高達100英尺，能夠?qū)⒅剡_2800磅的衛(wèi)星送入近地軌道——從這一方面來(lái)說(shuō)，它比小型衛(wèi)星發(fā)(fā)射裝置要強，但遠遠低于大型火箭的有效載荷能力，如SpaceX 的 Falcon 9。所以，Terren-1火箭將特別適合運載中型衛(wèi)星。

太空咨詢(xún)公司Northern Sky Research的高級分析師Shagun Sachdeva表示，“Terren-1火箭通過(guò)全面的測試將是Tim Ellis及其團隊證明這項新技術(shù)(shù)的里程碑”。因為在那之后，該公司就可以開(kāi)始解決其他問(wèn)題，比如是否需要每60天就發(fā)(fā)射一枚新火箭。

實(shí)際上，Relativity Space并不是唯一一家使用3D打印技術(shù)(shù)的火箭公司。SpaceX、Blue Origin、Rocket Lab 等公司也會(huì )使用這項技術(shù)(shù)來(lái)打印特定的部件。但是，Tim Ellis認(rèn)為，航天工業(yè)(yè)需要想得更長(cháng)遠，3D打印火箭才是人類(lèi)未來(lái)在火星與地球之間運輸基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)(guān)鍵。

29歲的Tim Ellis和26歲的Jordan Noone（Relativity Space公司的聯(lián)(lián)合創(chuàng )(chuàng)始人）從大學(xué)(xué)時(shí)代起就一直在制造火箭，他們曾在南加州大學(xué)(xué)鼎鼎大名的火箭團隊工作，后來(lái)又在Blue Origin和SpaceX就職；在Blue Origin工作時(shí)，Tim Ellis開(kāi)始設(shè)想打造一個(gè)幾乎不需要人手的機器人火箭工廠(chǎng)。不過(guò)，這個(gè)目標(biāo)需要通過(guò)巨型3D打印機來(lái)實(shí)現(xiàn)。

如Tim Ellis所愿，后來(lái)他創(chuàng )(chuàng)立了Relativity Space公司，并擁有了自己的3D打印機和火箭工廠(chǎng)。Stargate 3D打印機的第一個(gè)版本大約15英尺高，由三個(gè)機械臂組成；手臂用于焊接金屬，監(jiān)控打印機的進(jìn)程，并糾正缺陷。

現(xiàn)在，Relativity Space公司擁有了全新版本的Stargate 3D打印機，它的高度是原來(lái)的兩倍，只有兩條機械手臂，但能夠完成的任務(wù)(wù)卻比以前“三條手臂”更多了；除此之外，它還可以一次性打印出更大的組件，比如火箭的整流罩或燃料室。據(jù)悉，下一版本的Stargate 3D打印機將再次擴大一倍，這對公司制造更大的火箭更有幫助。

Tim Ellis透露，Relativity Space公司制造火箭的真正秘密在于，利用人工智能來(lái)“告訴”3D打印機該做什么。在打印之前，工作人員會(huì )對打印結(jié)果進(jìn)行模擬，然后對3D打印機進(jìn)行培訓(xùn)，以降低不良率。隨著(zhù)新部件不斷被制造出來(lái)，機器學(xué)(xué)習(xí)算法也在變得更好，直到它最終能夠自己糾正3D打印的效果。

在未來(lái)，3D打印機將認(rèn)識到自己的錯誤，自己控制切割和添加金屬，直到生產(chǎn)(chǎn)一個(gè)完美的部件。Tim Ellis認(rèn)為這是將自動(dòng)化制造帶到其他世界的關(guān)(guān)鍵。他說(shuō)道：“Stargate 3D 打印機正在制造火箭部件。”

然而，并不是所有人都贊同 Relativity Space 公司制造火箭的方式。初創(chuàng )(chuàng)公司 Launcher Space 也在使用 3D 打印技術(shù)(shù)，但該公司首席執(zhí)行官 Max Haot 認(rèn)為：“在航空航天行業(yè)(yè)，每個(gè)人都在盡可能快地利用 3D 打印技術(shù)(shù)，尤其是在發(fā)(fā)動(dòng)機零部件領(lǐng)(lǐng)域。問(wèn)題是，與傳統(tǒng)的火箭制造方法相比，3D 打印是否值得？我們對這個(gè)問(wèn)題持否定態(tài)(tài)度。”

目前，Relativity Space 公司已經(jīng)(jīng)與幾家主要的衛(wèi)星運營(yíng)商簽署了價(jià)值數(shù)億美元的協(xié)(xié)議，其中包括 Telesat LEO 和 Momentus；Tribe Capital 合伙人 Arjun Sethi 也投資了 Relativity Space 公司，他還認(rèn)為亞馬遜的 AWS云服務(wù)(wù)可以為規(guī)模較小的太空公司提供關(guān)(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施。

北方天空研究公司的 Sachdeva 認(rèn)為，Relativity Space 公司在航天 3D 打印方面的專(zhuān)業(yè)(yè)知識可能會(huì )有超越火箭本身的持久價(jià)值。Sachdeva 說(shuō)：“對于整個(gè)行業(yè)(yè)來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)相當(dāng)大的進(jìn)步。”

來(lái)源：中國3D打印網(wǎng)(wǎng)