根据3D科学谷的市场了解，3D打印火箭制造商Relativity Space正在研发Terran R，这是一种完全可重复使用的运载火箭，其市场定位与SpaceX的Falcon 9火箭相比较。
3D科学谷此前在《盘点世界范围内3D打印如何驱动下一代航天制造技术》一文中曾分享在制造火箭和人造卫星方面，3D打印-增材制造已变得不可或缺。工业3D打印在减轻重量和复杂设计方面的优势推动一代航天制造技术的发展。这就是为什么毫不奇怪的是，年轻的和成熟的公司都越来越依赖增材制造技术。这其中，Relativity Space自五年前成立以来已筹集了超过6.8亿美元的资金，目前估值23亿美元。根据3D科学谷的市场观察3D打印不仅在催生下一代火箭技术，也在催生新型的创业企业！
本期，3D科学谷通过Relativity Space打造的可重复使用的3D打印火箭Terran R来与谷友共同领略正在“变天”的航天制造新时代！
©Relativity Space自主开发的3D打印设备
完全可重复使用
新技术突破挑战局限性
3D打印火箭制造商Relativity Space正在进行另一个大赌注：开发一种完全可重复使用的火箭，旨在与SpaceX的主力Falcon 9火箭的能力相比较。可以说Terran R是Relativity Space公司的Terran 1火箭的“真正的明显演变”，后者计划于今年晚些时候首次发射。
插图说明了左侧的Terran 1火箭与计划中的Terran R火箭之间的尺寸差异。
有趣的是，Terran 1火箭与计划中的Terran R火箭拥有相同的架构，相同的推进剂，相同的工厂，相同的3D打印机，相同的航空电子设备和相同的团队。而且Relativity Space即使发布了Terran R，公司也计划长期保留Terran 1以满足不同用途的发射。
一张合成图像显示了猎鹰9号火箭助推器升空，几分钟后又降落在发射台附近。
目前Terran 1每次发射的价格为1200万美元，旨在运载1,250公斤载重到低地球轨道。这使Terran 1在美国发射市场中处于中间位置，在价格和功能上都介于Rocket Lab的Electron和SpaceX的Falcon 9之间。
Terran R的运载能力将是Terran 1的近20倍，而Relativity Space的目标是一枚能够向低地球轨道发射2万多公斤的火箭。此前SpaceX表示其Falcon 9火箭可以发射22800公斤。根据SpaceX的宣传，猎鹰9号火箭的发射价格为6200万美元，而市场估算每枚火箭的发射成本约为2800万美元。
目前Terran 1和Terran R火箭获得了价值数十亿美元的合同，Relativity Space迄今宣布的Terran 1合同具有约束性的发射服务协议，也就是说客户要为火箭支付定金。
下一步火箭必须是完全可重复使用的… …而3D打印正在助力火箭突破性能极限，实现可重复使用。
Relativity Space预计Terran R将是“完全可重复使用”。目前，SpaceX的Falcon 9火箭可以部分重复使用，因为该公司降落了第一阶段（也称为助推器），并经常回收火箭的鼻锥。但是，SpaceX无法恢复Falcon 9的第二阶段，根据3D科学谷的深入了解Relativity Space的一项壮举旨在通过3D打印设计实现火箭的第二阶段可以重复使用这一目标，这是传统制造技术不可能做到的。
下一步，Relativity Space将能够3D打印更多奇特的，传统上难以制造的材料，从而使第一阶段和第二阶段的可重复使用性都更好。
技术灵活性带来新制造高度
Relativity Space将制造重点放在3D打印上，这意味着该公司无需在其生产线上更改或添加新设备。
随着软件的变化，3D打印机将构建TerranR。这种制造的灵活性对于传统通过模具成型的制造方式来说是不可思议的。
©Relativity Space
今天走进的每个航空航天制造工厂仍在使用巨大的固定夹具和非常复杂的供应链来制造产品，并且开发新产品需要很多年。如果想进行一些细微的调整和更改，则必须将所有这些都抛弃，这对于任何一家现有的企业来说都是沉重的取舍。
正如3D科学谷在《3D打印与工业制造》一书中所谈到，每一个企业的转型都是非常艰难的选择，没有一个企业可以从一个山头直接”跳到”另外一个山头，这需要有一个”下山”和重新”上山”的过程。
对于Relativity Space这样的创新型企业来说，不存在“下山”的过程，这种轻身上阵带来了明显的优势。面向打造完全可重复使用的Terran R，Relativity Space以独特的技术与先发优势仰望新的“山顶”。
©Relativity Space还对发动机进行了高级测试，这是一台带铜燃烧室的引擎. Relativity Space
根据3D科学谷的了解，目前Relativity Space已经完成了将为Terran 1提供动力的Aeon 1引擎的数百项测试，而Terran R将采用该公司已开始开发的“称为Aeon R的新引擎”。目前Relativity Space还对发动机进行了高级测试，这是一台带铜燃烧室的引擎。
不久的未来，Relativity Space计划从佛罗里达的卡纳维拉尔角发射Terran R，该公司此前在那获得了Terran 1的发射场。
Relativity Space位于佛罗里达州卡纳维拉尔角LC-16的发射台正在施工中。
总体而言，Relativity Space将3D打印的可重复使用火箭视为“人类在火星上建立人类工业基地所需的必然技术”，这一目标类似于马斯克通过在红色星球上建立定居点“使人类成为多行星物种”的梦想。而Relativity Space认为，还需要激发数十到数百家公司来做到这一点。
3D科学谷全球战略合作伙伴AMPower曾预测，到2023年，73%的增材制造航空航天零件将是最终产品零件（而不是用于原型用途）。关于全球增材制造技术与市场发展趋势洞察，欢迎参加2021年5月27日国家会展中心（7.1号馆）举办的TCT亚洲3D打印、增材制造展览会期间3D科学谷创始人Kitty关于《全球增材制造市场技术趋势、市场概况及发展预测，中国市场典型产业化应用》的主题分享。
更多信息请参考：《3D打印与航天制造业白皮书》《Part4: 深度剖析NASA采用多合金增材制造和复合材料实现轻质可重复使用的推力室组件》《3D打印助力动力装备发展报告》
l 文章来源：3D科学谷内容团队
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