Er 3D-printning Relativity Space den næste SpaceX? – Exponential Series

Relativity Space har for nylig rejst $650 millioner fra Fidelity, BlackRock og Tiger Global for potentielt at konkurrere med SpaceX inden for de næste 3 år. Mens SpaceX har en dominerende føring i luftfartsindustrien, og de fleste er bekendt med Blue Origin og Virgin Galactic, er der en ny konkurrent i branchen, som udnytter de teknologiske gennembrud, der er forbundet med 3D-printning.

Den rejste kapital vil blive brugt til at designe Terran R-raketten, et opsendelsesfartøj, der kan sammenlignes i størrelse og kraft med SpaceX’s Falcon 9-raket. Vi vil undersøge, hvorfor Terran R-raketten er vigtig, hvem Relativity Space er, og hvorfor investorer bør være opmærksomme.

Hvem er Relativity Space?

Relativity Space har nu rejst $1,34 milliarder i kapital siden grundlæggelsen i 2015, og blev senest vurderet til $4,2 milliarder. Det interessante er, hvordan det kun tog 6 år at katapultere et ukendt luftfartsfirma til en potentiel spilskifter, der bygger en autonom raketfabrik med opsendelsestjenester for satellitter.

Relativity Space adskiller sig ved at anvende avancerede 3D-printningsteknikker til at bygge raketter. Fordelene ved 3D-printning er mange på grund af de fordele, der er forbundet med additiv fremstilling.

For at beskrive det enkelt, additiv fremstilling bruger data fra computerstøttet design (CAD)-software eller 3D-objektskannere til at styre en printer til at aflejre og tilføje materiale lag for lag i præcise geometriske former. Processen med additiv fremstilling tilføjer derfor materiale for at skabe et objekt i stedet for at fjerne materiale. Dette resulterer i en betydelig affaldsreduktion, er mere miljøvenligt, og giver et produkt med markant lavere vægt. Vægtreduktionen er ekstremt vigtig i luftfartsindustrien, da hver ekstra pund i vægt typisk kan svare til yderligere $10.000 eller mere for at sende i rummet på grund af brændstofomkostninger.

Relativity Space er idéen fra to brillante medstiftere.

Tim Ellis startede som praktikant i fremdriftsgruppen hos Blue Origin, da der kun var omkring 150 personer. I 2013 var han ansvarlig for at købe den første metal-3D-printer hos Blue Origin og tjente som Propulsion Development Engineer på Crew Capsule RCS-thrusters, BE-4 og New Glenn.

Det var tydeligt, mens han arbejdede hos Blue Origin, at de havde en bottom‑up tilgang i stedet for en top‑down tilgang. Med andre ord var Blue Origin interesseret i at 3D-printe individuelle dele, som derefter skulle integreres i en legacy‑bygget raket, mens Tim Ellis mente, at det gav mere mening at 3D-printe hele raketten i stedet for individuelle dele.

Tim Ellis tror på, at additiv fremstilling er bestemt til at blive den mest forstyrrende industri i vores generation. Han mener også, at luftfart halter bagefter andre industrier, fordi de etablerede virksomheder ikke har vedtaget automatisering i raketbygning.

Relativity Space blev startet i 2015 efter Tim Ellis sendte Mark Cuban en uopfordret e‑mail. Til gengæld modtog han en investering på $500.000 fra Mark Cuban. Samme uge blev han optaget i YCombinator-acceleratorprogrammet for YC W16‑batchen.

Den anden medstifter af Relativity Space var ingen anden end Tims college‑værelseskammerat Jordan Noone, en brillant amerikansk luftfartsingeniør, der studerede på USC som 17-årig og blev leder af USC’s Rocket Propulsion Lab, hvor han overvågede de første to forsøg nogensinde på at sende en studenter‑designet og bygget raket i rummet.

Derefter var han praktikant i Blue Origins fremdriftsgruppe i 2013, og gik derefter videre til at blive ansat af SpaceX som In‑Space Propulsion Development Engineer.

Mens han var hos SpaceX, spurgte han sig selv, hvorfor luftfartsindustriens etablerede virksomheder ikke lykkedes med at vedtage 3D-printning. Han var overbevist om, at fordelene ved at bruge 3D-printning var todobbelte: den ville reducere både produktionslinjen og forsyningskædens behov. Resultatet er hurtigere iterationstempo, eksponentielt færre dele, med en hurtig produktionstid, der kan måles i dage i stedet for måneder eller år.

Disse fordele vil dramatisk reducere omkostningerne i alle afdelinger, med forbedret kvalitet, fordi virksomheden kan fokusere på færre bevægelige dele. Jordan Noone var CTO for Relativity Space i over fem år og trådte senere tilbage for at blive Executive Advisor og fokusere sin opmærksomhed på at lancere sin venturefond Embedded Ventures.

https://youtu.be/XsB6dJVwQCA?t=531
Når man gennemgår personalelisten, er det tydeligt, at nogle af de mest brillante hjerner, der har arbejdet hos Blue Origin og SpaceX, står i spidsen for dette forstyrrende firma. Senest har Zach Dunn, Senior Vice President for produktion og opsendelse hos SpaceX, tilsluttet sig Relativity Space.

Fordelene ved 3D-printning

Hvis mennesker skal bygge en fabrik på en anden planet, skal den være lille, let, have indbygget intelligens og kræve minimal menneskelig assistance. Det, der beskrives, er præcis, hvad 3D-printning er designet til. De stærkeste materialer er ofte vanskelige at fremstille på traditionel måde, og 3D-printning forstyrrer forsyningskæden for raketbygning af årsager som hurtige iterationstider, betydelige affalds- og vægtreduktioner samt færre dele.

En 3D-printet raket designet af Relativity Space har op til 100‑gange færre dele. Færre dele giver mindre risiko for tekniske problemer, men vigtigere er, at det giver meget hurtigere produktionstid. Mens SpaceX Falcon 9-raketten tog 18 måneder at bygge, kan Relativity Space hurtigt producere en raket på under 2 måneder. Denne accelererede produktionstid muliggør en kumulativ iteration i kvalitet og tidsforbedringer. Årsagen er at undgå forsyningskædeproblemer, da der ikke er behov for fast værktøj. Med andre ord behøver fabrikker ikke at blive designet fra bunden eller modificeret hver gang en ny raket bygges; i stedet kan 3D-printerne hurtigt tilpasse sig nye designændringer, hvor hver iteration af en raket er en forbedring i forhold til forgængeren.

I øjeblikket printer Relativity Space 95 % af delene i raketterne, næsten alt med undtagelse af elektronik og computerchips.

Terran R-raketten

Terran R-raketten er verdens første fuldt genanvendelige, fuldstændigt 3D-printede raket. Terran R er fuldt genanvendelig, inklusive motorer, første trin, andet trin og nyttelastkuppel, og vil kunne opsende over 20.000 kg til lav jordbane (LEO) i genanvendelig konfiguration.

Raketten bruger eksotiske 3D-printede materialer og unikke designgeometrier, som ikke er mulige med traditionel fremstilling. De reducerede omkostninger, der er forbundet med 3D-printning, giver både kommercielle og statslige kunder overkommelig adgang til rummet, i LEO og videre.

Målet er at kunne levere et punkt‑til‑punkt rumfragtfartøj, der kan udføre missioner mellem Jorden, Månen og Mars.

Terran R vil blive opsendt fra Cape Canaveral, startende i 2024.

Fremtiden

I slutningen af 2020 valgte NASA Relativity Space til at placere CubeSats i LEO som en del af deres Venture Class Launch Services Demonstration 2 (VCLS Demo 2)-kontrakt. De har også for nylig vundet en amerikansk militær kontrakt for en opsendelse i 2023.

Defense Innovation Unit udvalgte Relativity Space til at blive launch‑serviceleverandør for DoD Space Test Programs Rapid Agile Launch Initiative (RALI). RALI administreres af Space Force’s Space and Missile Systems Center Launch Enterprise for at identificere levedygtige kommercielle opsendelsessystemer med kapacitet mellem 450 og 1.200 kilogram til LEO.

En af de største indikatorer for Relativity Spaces fremtidige potentiale er både venture‑finansieringen, der er investeret i virksomheden, og de ingeniører, der forlader NASA, SpaceX og Blue Origin for at arbejde der.

Den hurtige iterationstid ved at printe en raket på under 60 dage sikrer, at forbedringer i design testes og fremstilles på en tidsramme, som luftfartsvirksomheder fra den ældre generation ikke kan konkurrere med. Det er denne eksponentielle forbedring i kvalitet, der vil sikre den fremtidige succes for dette banebrydende autonome raketfabriksfirma.

Endelig er Relativity Spaces grundlæggende mission at opbygge menneskehedens industrielle base på Mars; den vil blive fremtidens fabrik, hvilket omfatter alt fra habitater til den første raket, der 3D‑printes på en anden planet.