人們利用 3D 打印來生產(chǎn)一些小型的或便攜式的東西已經(jīng)不再稀奇。然而，很少有人能會利用這項(xiàng)技術(shù)來制造龐然大物，尤其是制造火箭——這聽起來就像個天方夜譚的任務(wù)。不過，初創(chuàng)公司 Relativity Space 的創(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里，有 4 臺世界上最大的金屬 3D 打印機(jī)，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 公司最新型號的專利 3D 打印機(jī)名為“星際之門（Stargate）”，高 30 英尺，有兩條巨大的機(jī)械手臂，像觸角一樣從機(jī)器主體上伸出來。Terren-1 火箭則是 Relativity Space 公司的第一枚火箭；按質(zhì)量來算，這種火箭的 95% 都將由 Stargate 3D 打印機(jī)制造生產(chǎn)，只有一些電子設(shè)備、電纜、移動部件和橡膠墊圈不會被打印出來。

雷鋒網(wǎng)注：上圖為 Relativity Space 公司首席技術(shù)官兼聯(lián)合創(chuàng)始人 Jordan Noone

為了制造出 3D 打印的火箭，Tim Ellis 和他的團(tuán)隊(duì)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火箭少 100 倍；例如，它的發(fā)動機(jī) Aeon 僅由 100 個部件組成，而一個典型的液體燃料火箭可能有數(shù)千個部件。

Tim Ellis 聲稱，通過對零部件進(jìn)行整合和優(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)射臺“的轉(zhuǎn)變——至少在理論上可以實(shí)現(xiàn)。不過，Relativity Space 公司還沒有組裝出最終的 Terren-1 火箭，而且最早也要到 2021 年才能發(fā)射火箭。

雷鋒網(wǎng)了解到，在組裝完成后，Terren-1 火箭將高達(dá) 100 英尺，能夠?qū)⒅剡_(dá) 2800 磅的衛(wèi)星送入近地軌道——從這一方面來說，它比小型衛(wèi)星發(fā)射裝置要強(qiáng)，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(yùn)載中型衛(wèi)星。

太空咨詢公司 Northern Sky Research 的高級分析師 Shagun Sachdeva 表示，“Terren-1 火箭通過全面的測試將是 Tim Ellis 及其團(tuán)隊(duì)證明這項(xiàng)新技術(shù)的里程碑”。因?yàn)樵谀侵?，該公司就可以開始解決其他問題，比如是否需要每 60 天就發(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)的火箭公司。SpaceX、Blue Origin、Rocket Lab 等公司也會使用這項(xiàng)技術(shù)來打印特定的部件。但是，Tim Ellis 認(rèn)為，航天工業(yè)需要想得更長遠(yuǎn)，3D 打印火箭才是人類未來在火星與地球之間運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵。

雷鋒網(wǎng)注：Relativity Space 聯(lián)合創(chuàng)始人 Tim Ellis 和 Jordan Noone 站在第二代 Stargate 3D打印機(jī)旁

29 歲的 Tim Ellis 和 26 歲的 Jordan Noone（Relativity Space 公司的聯(lián)合創(chuàng)始人）從大學(xué)時代起就一直在制造火箭，他們曾在南加州大學(xué)鼎鼎大名的火箭團(tuán)隊(duì)工作，后來又在 Blue Origin 和 SpaceX 就職；在 Blue Origin 工作時，Tim Ellis 開始設(shè)想打造一個幾乎不需要人手的機(jī)器人火箭工廠。不過，這個目標(biāo)需要通過巨型 3D 打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)。

如 Tim Ellis 所愿，后來他創(chuàng)立了 Relativity Space 公司，并擁有了自己的 3D 打印機(jī)和火箭工廠。Stargate 3D 打印機(jī)的第一個版本大約 15 英尺高，由三個機(jī)械臂組成；手臂用于焊接金屬，監(jiān)控打印機(jī)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(jī)，它的高度是原來的兩倍，只有兩條機(jī)械手臂，但能夠完成的任務(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(jī)將再次擴(kuò)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“告訴”3D 打印機(jī)該做什么。在打印之前，工作人員會對打印結(jié)果進(jìn)行模擬，然后對 3D 打印機(jī)進(jìn)行培訓(xùn)，以降低不良率。隨著新部件不斷被制造出來，機(jī)器學(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。

雷鋒網(wǎng)注：Stargate 3D 打印機(jī)正在制造火箭部件

在未來，3D 打印機(jī)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)一個完美的部件。Tim Ellis 認(rèn)為這是將自動化制造帶到其他世界的關(guān)鍵。他說道：

如果要在火星上使用 3D 打印技術(shù)，首先需要一個能夠適應(yīng)不確定條件的系統(tǒng)。所以，我們正在建立一個算法框架，讓它可以適應(yīng)不同星球的環(huán)境。

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)公司 Launcher Space 也在使用 3D 打印技術(shù)，但該公司首席執(zhí)行官 Max Haot 認(rèn)為：

在航空航天行業(yè)，每個人都在盡可能快地利用 3D 打印技術(shù)，尤其是在發(fā)動機(jī)零部件領(lǐng)域。問題是，與傳統(tǒng)的火箭制造方法相比，3D 打印是否值得？我們對這個問題持否定態(tài)度。

目前，Relativity Space 公司已經(jīng)與幾家主要的衛(wèi)星運(yùn)營商簽署了價值數(shù)億美元的協(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)可以為規(guī)模較小的太空公司提供關(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 打印方面的專業(yè)知識可能會有超越火箭本身的持久價值。Sachdeva 說：

對于整個行業(yè)來說，這是一個相當(dāng)大的進(jìn)步。

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