美国相对论空间公司(Relativity Space)的第一枚Terran 1火箭“人族1号”于当地时间3月22日,在佛罗里达州卡纳维拉尔角太空部队基地进行第三次发射,最终发射获得成功,但在第二级分离时引擎出现问题未能进入轨道。

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Terran 1是一种高110英尺(33.5米)的两级一次性火箭,旨在将小型卫星发射到低地球轨道。火箭由液氧甲烷和氧气提供动力,起飞推力920kN,运载能力1250Kg。与其他火箭不同,这枚成功发射的Terran 1火箭85%的部件是采用3D打印完成,包括整个箭体和几乎所有的发动机部件。

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在发射中,火箭的第一级在升空时提供初始推力,耗尽燃料后与火箭的上级分离。但用于推动该部分的发动机似乎只是短暂点火,导致火箭没有足够的动力进入轨道。这项发射任务被命名为“祝你好运,玩得开心”(GLHF)。很显然,发射算是成功的,已经验证了火箭的结构性能;虽然没有进入轨道,也未携带任何客户的有效载荷。

同时,整个的发射也是一波三折。3月8号和11号,Relativity曾先后两次尝试发射都因问题而被取消,原因包括推进剂温度过高、恶劣的天气和射程安全还有软件问题等。
聊完了这次发射,我们再来了解下Relativity和它的火箭。

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自2015年以来,Relativity一直致力于开发其首款运载火箭,并寄希望使用3D打印来快速、廉价且高效地制造火箭。经过2年的研发,该公司在2017年推出了Terran 1,这是世界首枚3D打印火箭,也是尝试轨道飞行的最大3D打印物体。每次发射任务将花费1200万美元,约合人民币8100万。
Relativity表示,3D打印建造轨道级火箭的速度比传统方法快得多,需要的零件更少,约为同类运载火箭的十分之一,它可以在短短60天内用原材料制造火箭,而一些传统制造的火箭需要两年时间。

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Relativity建立了星际之门Stargate工厂,这是第一个使火箭制造自动化的航空航天工厂,垂直整合了机器人技术、软件和3D打印技术,以实现制造数字化。同时它还研发了自己的Stargate 3D打印机来制造火箭的主要结构,包括推进剂罐、发动机推力室、喷射器和涡轮泵、反应控制推进器和增压系统都依赖于3D打印技术。
目前,Relativity已经得到了富达和贝莱德等知名投资者的支持,估值超过40亿美元。此外,Relativity表示,它与十几个客户的积压合同价值超过16.5亿美元。大部分积压的任务将通过更大的可重复使用的Terran R火箭发射,预计有能力向近地轨道发射约20000公斤的重量,比Terran 1的重量大16倍。这使得 Terran R属于“中重型运载火箭”类别,与SpaceX发射的猎鹰9号火箭属于同一类别。

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目前发射已经告一段落,尚不清楚Relativity何时或是否会尝试再次发射Terran 1。但3D打印火箭的成功充分证明了它的可行性,并开创了一种全新的制造方式。

相较于传统的制造方式,3D打印火箭的制造速度更快、成本更低、品质更高。此外,这一成功案例还向我们证明了3D打印火箭的安全性和可靠性是值得信赖的。