Er 3D‑utskrift Relativity Space den neste SpaceX? – Exponential Series

Relativity Space har nylig hentet inn $650 millioner fra Fidelity, BlackRock (BLK ) og Tiger Global for potensielt å konkurrere med SpaceX (SPCX ) innen de neste tre årene. Mens SpaceX har en dominerende ledelse i romfartsindustrien, og de fleste er kjent med Blue Origin og Virgin Galactic (SPCE ), er det en ny aktør i bransjen som utnytter de teknologiske gjennombruddene knyttet til 3D‑utskrift.

Den innsamlede kapitalen vil bli brukt til å designe Terran R-raketten, et oppskytningskjøretøy som kan sammenlignes i størrelse og kraft med SpaceX sin Falcon 9-rakett. Vi vil utforske hvorfor Terran R-raketten er viktig, hvem Relativity Space er, og hvorfor investorer bør følge med.

Who is Relativity Space?

Relativity Space har nå hentet inn $1.34 billion i kapital siden selskapet ble grunnlagt i 2015, og ble nylig vurdert til $4.2 billion. Det som er interessant, er hvordan det bare tok seks år å katapultere et obskurt romfartsselskap til en potensiell spillveksler som bygger en autonom rakettfabrikk med oppskytingstjenester for satellitter.

Relativity Space skiller seg ut ved å bruke avanserte 3D‑utskriftsmetoder for å bygge raketter. Fordelene med 3D‑utskrift er mange på grunn av de gevinstene som er knyttet til additiv produksjon.

For å beskrive det enkelt, additiv produksjon bruker data fra datastøttet design (CAD)-programvare eller 3D‑objektskannere for å styre en skriver til å deponere og legge til materiale, lag for lag, i presise geometriske former. Prosessen med additiv produksjon legger dermed til materiale for å skape et objekt i stedet for å fjerne materiale. Dette gir betydelig avfallsreduksjon, er mer miljøvennlig, og resulterer i et produkt med betydelig lavere vekt. Vektreduksjonsfordelene er ekstremt viktige i romfartsindustrien, da hver ekstra pund i vekt vanligvis kan tilsvare over $10,000 eller mer for oppskyting på grunn av drivstoffkostnader.

Relativity Space er idéen til to briljante medgründere.

Tim Ellis begynte som praktikant i fremdriftsgruppen hos Blue Origin da selskapet hadde omtrent kun 150 ansatte. I 2013 var han ansvarlig for å kjøpe den første metall‑3D‑skriveren hos Blue Origin og fungerte som Propulsion Development Engineer på Crew Capsule RCS‑thrusters, BE‑4 og New Glenn.

Det var tydelig mens han jobbet hos Blue Origin at de hadde en bottom‑up‑tilnærming i stedet for en top‑up‑tilnærming. Med andre ord var Blue Origin interessert i å 3D‑utskrive individuelle deler som deretter skulle integreres i en tradisjonelt bygget rakett, mens Tim Ellis mente at det var mer fornuftig å 3D‑utskrive hele raketten i stedet for enkeltstående deler.

Tim Ellis tror at additiv produksjon er bestemt til å bli den mest disruptive industrien i vår generasjon. Han mener også at romfartsindustrien henger etter andre bransjer fordi etablerte aktører ikke tar i bruk automatisering i byggingen av raketter.

Relativity Space ble startet i 2015 etter at Tim Ellis sendte Mark Cuban en uoppfordret e‑post. Til gjengjeld mottok han en investering på $500,000 fra Mark Cuban. Samme uke ble han tatt opp i YCombinator‑akseleratorprogrammet for YC W16‑batchen.

Den andre medgründer av Relativity Space var ingen ringere enn Tims romkamerat Jordan Noone, en briljant amerikansk romfartsingeniør som studerte ved USC allerede som 17‑åring og ble leder for USC sitt Rocket Propulsion Lab, og hadde ansvar for de første to forsøkene noensinne på å skyte opp en student‑designet og bygget rakett til verdensrommet.

Deretter var han praktikant i Blue Origins fremdriftsgruppe i 2013, og fortsatte deretter med å bli ansatt av SpaceX som In‑Space Propulsion Development Engineer.

Mens han var i SpaceX, spurte han seg selv hvorfor aktører i romfartsindustrien ikke klarte å ta i bruk 3D‑utskrift. Han var overbevist om at fordelene med 3D‑utskrift var todelt: den ville redusere både produksjonslinjen og forsyningskjeden. Resultatet blir raskere iterasjons‑hastigheter, eksponentielt færre deler, med en produksjonstid som kan måles i dager i stedet for måneder eller år.

Disse fordelene vil dramatisk redusere kostnadene i alle avdelinger, med forbedret kvalitet fordi virksomheten kan fokusere på færre bevegelige deler. Jordan Noone var CTO i Relativity Space i over fem år og trådte senere tilbake for å bli Executive Advisor, og for å konsentrere seg om å lansere sitt venturefond Embedded Ventures.

Når man ser på personallisten, er det tydelig at noen av de mest briljante hodene som har jobbet hos Blue Origin og SpaceX sitter i roret på dette disruptive selskapet. Nylig ble Zach Dunn, Senior Vice President for produksjon og oppskyting i SpaceX, med i Relativity Space.

The Benefits of 3-D Printing

Hvis mennesker skal bygge en fabrikk på en annen planet, må den være liten, lett, ha innebygd intelligens, og kreve lite menneskelig assistanse. Det som beskrives er nettopp det 3D‑utskrift er designet for. De sterkeste materialene er ofte vanskelige å fremstille på tradisjonell måte, og 3D‑utskrift forstyrrer forsyningskjeden for rakettbygging av grunner som raske iterasjonstider, betydelig avfalls‑ og vektreduksjon, og færre deler.

En 3D‑utskrevet rakett designet av Relativity Space har opptil 100 ganger færre deler. Færre deler gir mindre mulighet for tekniske problemer, men viktigere er at det gir mye raskere produksjonstid. Mens SpaceX sin Falcon 9‑rakett tok 18 måneder å bygge, kan Relativity Space raskt produsere en rakett på under to måneder. Denne akselererte produksjonstiden muliggjør en kumulativ iterasjon i kvalitet og tidsforbedringer. Årsaken er å unngå forsyningskjedeproblemer, uten behov for fast verktøy. Med andre ord trenger fabrikker ikke å designes fra bunnen av eller endres hver gang en ny rakett bygges; i stedet kan 3D‑skrivere raskt ta i bruk nye designendringer, og hver iterasjon av en rakett blir en forbedring over forgjengeren.

For øyeblikket printer Relativity Space 95 % av delene i rakettene, nesten alt med unntak av elektronikk og databrikker.

Terran R Rocket

Terran R‑raketten er verdens første fullt gjenbrukbare, helt 3D‑utskrevne rakett. Terran R er fullt gjenbrukbar, inkludert motorer, første trinn, andre trinn og nyttelastkapsel, og vil kunne skyte opp over 20 000 kg til lav jordbane (LEO) i gjenbrukbar konfigurasjon.

Raketten bruker eksotiske 3D‑utskrevne materialer og unike designgeometrier som ikke er mulige med tradisjonell produksjon. De reduserte kostnadene som er knyttet til 3D‑utskrift gir både kommersielle og offentlige kunder rimelig tilgang til rommet, i LEO og videre.

Målet er å kunne tilby en punkt‑til‑punkt romfrakt som kan gjennomføre oppdrag mellom Jorden, Månen og Mars.

Terran R vil skytes opp fra Cape Canaveral, fra 2024.

The Future

Sent i 2020 valgte NASA Relativity Space for å sette CubeSats i LEO som en del av sin Venture Class Launch Services Demonstration 2 (VCLS Demo 2)-kontrakt. De har også nylig vunnet en amerikansk militær kontrakt for en oppskyting i 2023.

Defense Innovation Unit valgte Relativity Space som oppskytingstjenesteleverandør for DoD Space Test Programs Rapid Agile Launch Initiative (RALI). RALI administreres av Space Force sitt Space and Missile Systems Center Launch Enterprise for å identifisere levedyktige kommersielle oppskytingssystemer med kapasitet mellom 450 og 1 200 kilogram til LEO.

En av de største indikatorene på Relativity Space sin fremtidige potensial er både venture‑finansieringen som er investert i selskapet, og de ingeniørene som forlater NASA, SpaceX og Blue Origin for å jobbe der.

Den raske iterasjonstiden for å printe en rakett på under 60 dager sikrer at forbedringer i design blir testet og produsert på en tidsramme som tradisjonelle romfartsbedrifter ikke kan konkurrere med. Det er denne eksponentielle kvalitetsforbedringen som vil sikre fremtidig suksess for dette banebrytende autonome rakettfabrikk-selskapet.

Til slutt er Relativity Space sitt grunnleggende oppdrag å bygge menneskehetens industrielle base på Mars; den vil bli fremtidens fabrikk, og dette inkluderer alt fra habitater til den første raketten som 3D‑utskrives på en annen planet.