В современной аэрокосмической отрасли ежегодно появляются многочисленные новые предприятия, среди которых особое внимание привлекает новая компания Relativity Space. Организация, возглавляемая двумя молодыми предпринимателями с большим опытом работы в корпорациях Blue Origin и SpaceX, которая специализируется на производстве ракет с использованием аддитивных технологий. Данный подход позволяет существенно сократить количество компонентов орбитальной ракеты — с 100 000 до менее чем тысячи единиц. Основанная в конце 2015 года, компания Relativity долгое время функционировала в закрытом режиме, однако в последнее время начала активно заявлять о себе и раскрывать свои амбициозные цели. В перспективе калифорнийское предприятие планирует осуществлять печать ракетных компонентов непосредственно на Марсе для обеспечения возвращения на Землю. «Мы обладаем весьма масштабным долгосрочным видением», — отметил в интервью изданию Ars Technica один из основателей компании Тим Эллис.

Прежде чем компания достигнет Марса, Relativity Space должна сначала успешно создавать ракеты на Земле. Эллис сказал, что Relativity добилась значительного прогресса в достижении этой цели, уже отпечатав компоненты двигателя для тестовых прожигов. На сегодняшний день компания выполнила более 85 огневых испытаний двигателей различных видов.

Соглашение с NASA

Relativity Space объявила в среду, что она подписала 20-летнее партнерство с NASA Stennis Space Center (NASA SSC) для эксклюзивной аренды 25-акрового испытательного комплекса E4 в Южной Миссисипи. Четыре тестовых стенда на территории комплекса позволят Relativity разрабатывать и тестировать достаточно двигателей для сборки 36 ракет в год, а соглашение включает в себя возможность для компании в конечном итоге расширить свое присутствие до 250 акров.

Тестовый полигон на территории комплекса E4 NASA SSC.

Эллис сказал, что это первое соглашение о коммерческом космосе, подписанное с Stennis Space Center — согласно этим соглашениям, объекты NASA, связанные с запуском, могут использоваться и частным сектором. Космический центр Кеннеди использовал аналогичные соглашения, такие как сделка, позволяющая SpaceX использовать Launch Complex-39A. Это соглашение позволяет Relativity тестировать 24 часа в сутки, семь дней в неделю, заявил Эллис. Компания оценивает партнерство в 30 миллионов долларов.

В отличие от SpaceX, которая построила новые объекты для тестирования двигателей в Макгрегоре, Техасе или Blue Origin, у которой есть испытательный полигон в Западном Техасе, Эллис сказал, что он стремился к партнерству с NASA, чтобы избежать подобных расходов на инфраструктуру. «С этим партнерством нам действительно не нужно изобретать велосипед, — сказал он. «Поскольку у нас есть право на эксклюзивное использование тестового комплекса, нам не нужно запрашивать разрешения, когда мы хотим что-то протестировать».

Движущая сила

Relativity Space далеко продвинулась в разработке ракетного двигателя Aeon 1, в котором используется смесь кислорода и метана. Двигатель Aeon имеет скромную тягу в вакууме около 19 500 фунтов, что меньше 10% от двигателя Merlin 1D, используемого в ракете Falcon 9. Однако, это почти в четыре раза мощнее, чем небольшие двигатели Rutherford, которые стоят на ракете Electron от Rocket Lab меньшего размера.

Испытание двигателя Aeon

Главное в двигателе Aeon — это не столько его производительность, сколько отсутствие сложности при изготовлении. Эллис рассказал, что двигатель может быть напечатан менее чем за 20 дней, что ускоряет цикл разработки и тестирования. Кроме того, двигатель Aeon имеет всего 100 частей, по сравнению с несколькими тысячами для большинства других двигателей.

Stargate — самый большой принтер для печати металлом, разработанный в компании Relativity Space.

Ракета Terran скоро выйдет из лабораторных стен и устремится на орбиту, приближая начало коммерческой эксплуатации. Для своей первой ракеты Relativity планирует объединить девять двигателей Aeon на первой ступени с одним двигателем на верхней ступени, что уже становится стандартом. РН Terran нацелена на ту часть рынка, которая находится между ракетами класса Electron от Rocket Lab (и другими) и намного большим Falcon 9. Она имеет запланированную грузоподъемность в 1,250 кг для доставки на околоземную орбиту, стоимость запуска составит 10 млн. долларов. Тестовый запуск в настоящее время запланирован на конец 2020 года, а коммерческие запуски начнутся в 2021 году. Как всегда, графики разработки ракет подлежат задержке.

Долгосрочное видение

У компании есть четкое видение, что, в конечном счете, все ракеты будут печататься в больших 3D принтерах, потому что сегодня самые большие затраты — это стоимость человеческого труда. «Мы действительно чувствуем, экстраполируя в будущее, если мы сможем использовать 3D-печать для 90-95 процентов компонентов ракеты, у нас будет ракета-носитель, которая станет болезненным ударом для конкурентов», — сказал Эллис. «Это наиболее дешевая ракета из возможных».

До Relativity Эллис был интерном, а затем работал в Blue Origin, помогая развивать ракетный двигатель BE-4. Он участвовал в создании бизнес-кейса для внедрения 3D-печати металлами в производственный процесс. Соучередитель Relativity, Джордан Нун, работал в SpaceX по программе SuperDraco, которая использовалась для космического корабля Crew Dragon.

И Тим, и Джордан были заинтересованы в 3D-печати и чувствовали, что две из самых передовых компаний в аэрокосмической индустрии Blue Origin и SpaceX не продвигают технологию достаточно далеко. Поэтому они основали Relativity. Они считают, что трехмерная печать не только способна значительно снизить затраты, но и позволит им быстро переделывать и масштабировать новые конструкции.

Дешевле, быстрее, легче

3D-печатные детали автомобилей теперь обычное дело. До сих пор Эллис считает, что игра стоит свеч. По его словам, создание и 3D-печать движка «немного легче, чем ожидалось». Металлы, которые они используют для деталей камеры двигателя, в зависимости от их прочности и структуры, на самом деле на 20 процентов прочнее и имеют более высокую пластичность, чем аналогичные сплавы, не напечатанные с использованием 3D-процесса.

Автоматизация позволила Relativity оставаться очень небольшой компанией — она ​​все еще имеет только 17 штатных сотрудников в то время, когда начинает выполнять летные испытания. Турбонасосы приближенные к полетной конфигурации будут добавлены к испытаниям двигателя в этом году. Эллис сказал, что к концу этого года штат сотрудников расширится примерно до 45 человек, поскольку расширится и производство.

Источник: Ars Technica
Cайт компании: Relativity Space