离开蓝色起源，他们做了世界上第一个3D打印火箭
本文来自微信公众号：硅兔赛跑（ID：sv_race），作者：王王，编辑：蔓蔓周，题图来自：视觉中国（Terran 1所用发动机，2019测试）
最近天上有点热闹。前两周SpaceX的星舰在全球观众的注视下在空中解体，马斯克的复杂表情以及控制中心员工们的反应给此次发射增添了不少值得解读的空间。
就在最近，一家不那么知名的公司也发射了一支火箭。虽然同样没能进入轨道，但这次发射也取得了人类科技史上的又一里程碑意义。
因为这是人类发往太空的第一支3D打印火箭。
一次成功的失败
3月22日，由Relativity Space公司研发制造的人族一号（Terran 1）火箭在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角太空部队的16号发射场升空。继3月8日和11日两次因技术问题取消发射后，此次发射尤为扣人心弦。
按照计划，人族一号发射1分20秒，穿过最大空气动力点；升空2分45秒，一二级火箭分离；升空7分44秒，二级火箭发动机关闭；发射升空8分钟，二级火箭进入既定轨道。
在火箭发射后7分钟左右，二级火箭发动机在点火时出现异常，随即实时影像消失，火箭未能进入预定轨道，但其在上升阶段到达了火箭穿越大气层的过程中阻力最大的点——最大空气动力点，因此也实现了本次试射的一个重要目标。由此，人族一号成为人类历史上首个成功发射的几乎全3D打印的火箭。
图源：Youtube发射视频截图
人族一号是目前世界上最大的3D打印物品：它由两级组成，高约33.5米，宽约2.2米，重9.28吨。其85%的组件由合金金属材料3D打印而成。
在很多行业看来，85%的3D打印比例并不高，但对于航天来说却意味着里程碑式的突破。据Relativity官方介绍，尽管很多新型火箭都采用了3D打印技术，但3D打印的零部件占比都不超过4%。而人族一号的绝大部分零件均由3D打印完成，包括最关键的Aeon 1甲烷液氧发动机，以及推进剂罐、反应控制推进器、加压系统等核心系统。
因为采用了3D打印技术，Relativity可以在60天内制造一支火箭，比传统的生产方式快10倍，同时制造零件量也仅有过去的1%。
此外值得一提的是，人族一号采用的是甲烷燃料发动机，SpaceX的星舰同样采用了甲烷燃料。相比燃油发动机，甲烷燃料积碳更少、燃烧效能更高，并且可以很容易地从液化天然气中提炼出来，生产成本更低。
离开蓝色起源，探索3D打印的可能
Relativity的两名创始人：Tim Ellis和Jordan Noone不仅是南加州大学的同班同学，还一起在贝佐斯的蓝色起源共事。Tim是3D打印的信徒，将金属3D打印带进了蓝色起源。两人认为，当前市面上的商业航天公司采用3D打印技术的深度远远不够，于是在2015年，他们一同创立了Relativity Space，致力于打造世界上第一个完全3D打印的火箭。
通过邮件陌拜，Tim和Jordan打动了美国的知名投资人Mark Cuban（他更有名的身份可能是NBA达拉斯独行侠队的老板），获得了最初的50万美元融资。
2016年，他们又获得YC赏识，成为YC校友。通过一步步筹集资金、招募团队，Relativity规模逐渐扩大，得到越来越多的投资人认可，其投资方包括黑石、Tiger Global、Coatue等知名机构，以及Jared Leto等个人投资者（没错就是你认识的那个莱托少爷）。
截止目前，Relativity已经筹集了13亿美元融资，估值42亿美元。
马不停蹄的Relativity：目标是95% 3D打印
就在人族一号发射失败后，Relativity的创始人在公开声明中Ellis说：我们想问问客户，是愿意等我们修复人族一号的问题再次发射呢，还是直接去研发他们真正感兴趣的火箭呢？
不知道客户们投了谁一票，反正Relativity宣布了人族一号即将退休的消息，将未来的研发和发射计划让位给更大、全身3D打印含量高达95%的人族R号（Terran R）。据Ellis的推特，Relativity目前的16.5亿美元合同中的绝大部分都采购的是人族R号，预计在2026年首次发射。
人族R号在2021年官宣，不过在此后的2年间，人族R号的研发设计规划发生了不少变化。
最大的变化在于，人族R号舍弃了全面重复利用。当时，公司曾放言，借助独特的合金材料和3D打印技术，“这支火箭上不会有一个无法重复利用的部件”。但新的火箭设计只显示出回收一级火箭的迹象，这就与SpaceX的猎鹰9号、蓝色起源的新格伦号等“传统火箭”如出一辙了。
图源：TechCruch
不过，新的人族R号提升了运载能力。Relativity在初次官宣时表示，人族R号可以将超过20000公斤的重量发射到近地轨道，但该公司现在声称，采用回收一级火箭的方案后，有效载荷能够提升到23500公斤，如果一级火箭被耗尽，则可以进一步提升到33500公斤；它还可以在回收一级火箭时将高达5500公斤的有效载荷送入地球静止转移轨道。
发射火箭是一个极为烧钱的游戏，显然Relativity也在孤注一掷。
虽然尚不清楚人族R号的研发进度，但从其将发射时间由2024年推迟到2026年这一点就可见一斑。根据计划，人族R号将在人族一号的同一片发射场升空，为此，Relativity要在接下来的几年时间里改造一个更大的机库、更大的发射台、更高的避雷塔，并完成所有基础设施的升级，以适应更大的火箭。
Relativity的时间表相当紧张，期待在2026年的某一天，人类能够见证3D打印的火箭升入太空。
参考来源
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/
本文来自微信公众号：硅兔赛跑（ID：sv_race），作者：王王，编辑：蔓蔓周
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