将火箭零件减少100倍，Relativity Space全3D打印火箭Terran 1完成第一级测试

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导读：人类对于星辰大海的探索一直未曾停歇，自美国太空公司Relativity Space在今年6月份制造可重复使用的火箭并融资之后，这家公司又完成了对旗下小型全3D打印火箭Terran 1第一级完整测试。



△Terran 1第一阶段测试准备

2021年10月11日，南极熊获悉，Relativity Space已经完成了对全3D打印Terran 1火箭第一级的完整测试，并将3D打印航空航天应用推到了一个重要节点。在公司位于美国加利福尼亚州长滩工厂，火箭的第一阶段成功通过了防水、低温和飞行压力测试。一旦发射，这款两级小型升力运载火箭将搭载一个三米的整流罩，能够将高达1250公斤的运载负荷发射到近地轨道 (LEO)。据悉，Relativity准备在2022年初进行演示发射。



△Relativity Space 的全3D打印火箭、Terran 1 和更大且可重复使用的Terran R，图片由 Relativity Space 提供

Terran 1和Stargate打印机

自2017年开发以来，Terran1作为Relativity的第一款完全3D打印火箭，可能会是近十几年航空航天制造业中出现的最具创新性的产品之一。这主要是因为Relativity使用了两种类型的3D打印技术制造了占火箭质量90%以上的结构，它的大幅面3D打印机Stargate可以使用铝合金制造一级和二级结构，还能够在一个打印单元中进行检查和少量后处理。



△Relativity的Stargate 3D打印机和一个在三天内增材制造的燃料桶

Stargate目前可以打印直径达3.4米、高7.6米的结构，或许是目前可打印的最大的金属部件。Relativity的3D打印平台能够垂直整合人工智能、机器人和自主制造技术，可在不到60天的时间内制造Terran 1，这使得这种制造技术对客户极具吸引力。Relativity还使用了直接金属激光烧结 (DMLS) 为Terran 1生产小尺寸、高保真度的组件。这家公司还在近期发布了为Terran 1创造的独特形状鼻锥，制造过程不使用固定工具。



△Terran1全3D打印鼻锥

Terran 1一级组件由三个主要部件组成：推力结构、一级油箱和级间。油箱被安置在整体3D打印的圆顶和机身上，然后通过水平焊接工艺将第一阶段的部分整合在一起，并利用输送管将液氧 (LOX) 通过液化天然气 (LNG) 罐输送到发动机。火箭配备了九台Aeon-1发动机为第一级提供动力，预计升空时总推力能够高达207,000磅。



△Aeon发动机

测试完成，准备发射

随着Stage 1测试完成，Terran1进入了关键的发射前阶段。另外，Terran 1的Stage2也已经在结构试验台上通过了低温耐压和液压机械屈曲试验。Relativity还透露，他们仅用了12个月就完成了Terran 1的架构，开发了新的发动机，升级了材料，并将公司规模从150名员工增加到了500多名。



△发射准备

据悉，Terran 1的演示发射定于2022年初，在佛罗里达州卡纳维拉尔角太空部队站的16号发射场 (LC-16) 进行。发射场将支持Terran 1的初始试飞和后续飞行任务，支持中低倾角轨道。作为重大发射准备工作的一部分，Relativity工程师最近完成了对LC-16强背结构的首次试射，这种刚性结构将为运载火箭提供支撑。此外，准备过程还包括将电力设施带到发射场并进行调试，启动液压升降系统，以及制造和安装发射台。



△3D打印Terran 1二级飞行罐制造过程

就在宣布第一阶段的完整测试前两天，路透社报道称，美国联邦航空管理局 (FAA) 提议在完成环境审查后向这家初创公司颁发运营商执照。据新闻社报道，美国空军与合作机构美国联邦航空局一起准备了评估，并表示Relativity还必须满足机构安全、风险和财务责任要求，才能颁发执照。



△Relativity Space的室内3D打印技术

南极熊了解到，Relativity目前估值42亿美元，是仅次于埃隆马斯克的SpaceX的第二大最有价值的私营航天公司。这一估值的达成与最近在E轮融资中筹集的6.5亿美元有很大关系，投资总资金也提高到了13亿美元。按照这个速度，这家私营公司有足够的实力利用室内3D打印技术制造整个火箭，以及通过简化供应链继续开拓“未来工厂”计划。目前，公司已有成绩是将运载火箭的零件数量减少了100倍。让我们期待世界上第一个3D打印Terran 1火箭的点火升空吧！



△电脑渲染图：Relativity的火箭Terran从卡纳维拉尔角的LC-16发射台发射