Първата ракета на Relativity, създадена с 3D печат, скоро излита в космоса

Relativity Space е доставила втората, по-малка и по-маломощна степен на своята ракета Terran-1 и възнамерява да проведе окончателни тестове, включително първите статични запалвания на всички двигатели с пълна мощност.

И трите ракети Alpha, RS1 и Terran-1 са проектирани да бъдат изстреляни на ниска орбита около Земята, като теглото им е около 1.15 до 1.35 тона. Terran-1 и RS1 са проектирани да изведат в орбита съответно 1.25 и 1.35 тона за $12 млн., докато проектът Alpha е малко по-скъп - $15 милиона. Terran-1 разполага с двете бустер двигателя, отпечатани с висок клас 3D принтер, почти изцяло от алуминий. Компанията Relativity твърди, че над 85% от нейната първа ракета Terran-1 е отпечатана с 3D (по отношение на теглото, или около 9.3 тона), като това е най-големият единичен обект, създаван някога с 3D производствена технология.

Най-големият обект, отпечатан с 3D принтер, ще е ракетата Terran-1 на Relativity Space.

Source: Relativity Space

Специалният 3D принтер работи с алуминиева сплав, навита на "макара". Температурата на работа е със 100-ина градуса по-висока от тази на разтопяване на алуминия (660 градуса Co). Устройството успява да печата по 25 см в секунда. След това комбинацията от лазерни и плазмени разреждащи дъги стопяват бързодвижещото се алуминиево "влакно".

Защо обаче изобщо се насочват към 3D печат на целия корпус? Ракетата има 4 основни системи - задвижваща (Propulsion), структурна, управление и полезен товар (Payload). По-голяма част от ракетата е именно задвижването, което създава тягата, включително резервоарите за горивото и двигателите. Kриогенното гориво и окислителят се изпомпват от от резервоарите и се впръскат през инжектор в горивната камера. Там те си взаимодействат, създавайки огромно количество топлина. Това води до разширяване на отработените газове, които излизат от дюзата на ракетата с висока скорост.

Накратко, ракетите са огромни сложни инженерни проекти, които досега са били произвеждани с традиционни техники. Това означава, че преди да изградите ракетата, трябва да създадете инструментите за нейното изграждане. "За да изгради следващата тежка ракета за НАСА например, компанията Space Launch System (SLS) първо създава вертикален център за сглобяване (VAC). Това съоръжение с височина над 51 метра за заваряване на отделните секции на куполи, пръстени и цилиндри на резервоарите за горивото, коментира Скот Манли, ракетен специалист. Всичко това се сглобява на площадката след 11 години разработки." За сравнение, Relativity Space e компания само на 5 години и половина, но планира да изстреля първата си ракета още през тази година. Това е сравнение на стария начин на инженерно проектиране и новия стил на инженери, вдъхновени от Силициевата долина, като разликата се дължи на софтуера, допълва той.

Само с няколко промени в софтуера принтерите Stargate на компанията (засега това са най-големите 3D принтери за метал в света) вече са отпечатали развоен артикул за другата си ракета Terran R, която ще бъде за многократна употреба. Наскоро Relativity внедри четвъртото поколение на своя принтер Stargate, подобрявайки 10 пъти скоростта на печат спрямо предишното поколение. По този начин тя успя да произведе ракетния фюзелаж за Terran-1 само за 6 дни. С мониторинг на процесите принтерите Stargate на Relativity анализират "отпечатаното" в реално време, като откриват всякакви проблеми с качеството и използват прогнозни възможности при отпечатването на фюзелажи за постигане на толерансите, изисквани за космическите мисии.

Амбициите на стартиращата компания са създаване на 3D отпечатани ракети, които да летят до Марс. Ако тестовете сега преминат успешно, както при по-горната степен на ракетата, Relativity може да направи първия си опит за изстрелване през юли или август 2022 г.

И втората степен на ракетата вече е на площадката за изстрелване и ще бъде подложена на поредица от тестове.