第一个3D打印火箭升入高层大气

上周，在从卡纳维拉尔角(CapeCanaveral)发射后，佛罗里达州的天空中出现了一条蓝白色条纹。作为未来太空探索的一个重要里程碑，Terran1成为世界上第一枚实现发射的3D打印火箭。

这是校友TimEllis(BS'12，MS'13)和JordanNoone(BS'14)之间12年旅程的高潮，他们是南加州大学火箭推进实验室(RPL)的前负责人，也是RelativitySpace的共同创始人，2015年的估值为42亿美元。

Terran1火箭——85%是3D打印的——预示着航天工业在成本、速度、更少的浪费和更高的设计效率方面发生巨大变化。

尽管这次被称为“祝你好运，玩得开心”的发射在第一次尝试时未能到达太空——这是任何一家私人航天公司都没有做到的——但它创造了几个第一。

据该公司称：“今天的发射证明了Relativity的3D打印火箭技术将使我们的下一代车辆TerranR成为可能。我们成功地通过了Max-Q，这是我们打印结构上的最高应力状态。这是我们新颖的增材制造方法的最大证明。今天是一场巨大的胜利，创造了许多历史性的第一。我们还通过主发动机切断和级分离取得了进展。我们将评估飞行数据并在未来几天提供公开更新。”

Noone说：“Relativity的3D打印方法与世界上第一个3D打印火箭Terran1一起，将航空航天制造带入了数字时代。这次发射为该发展的所有潜在未来应用打开了大门，例如人类太空飞行。”

根据Relativity首席执行官埃利斯的说法，传统火箭使用数十万甚至数百万个零件，而Relativity使用的零件不到一千个。

该公司的目标是3D打印95%的未来火箭，使用他们的巨型Stargate3D打印机生产发动机以及Terran1的主要结构。

就像穿越的未来主义T型装配线一样，该公司希望每60天用原材料制造一枚火箭。

为了让这成为现实，Ellis和Noone不仅要制造火箭，还必须重塑先进制造业。

“我们必须自己发明实际过程，”Noone说，他于2020年辞去Relativity首席技术官一职，但仍担任执行顾问。“这有点像在同一个屋檐下同时建立一家3D打印公司和一家火箭公司——每一项都是非常复杂的事情!这是一个很大的赌注：我们可以同时做这两件事吗?”

为了3D打印火箭，他们首先必须创建世界上最大的金属3D打印机Stargate。第四代Stargate打印机——以26世纪视频游戏“星际争霸”中的一项技术命名——通过水平移动而不是垂直移动来挑战传统的打印限制。

对Ellis来说，即使Relativity制造了更多火箭，他也希望有朝一日能够3D打印所有支持第一批火星殖民者的机器，包括“第一枚在火星上制造的火箭”。

两人于2010年在南加州大学维特比工程学院就读时相识。

当时还是南加州大学维特比大三学生的Ellis回忆起他与Noone的第一次会面：“我还记得他加入了USC的火箭推进实验室，我想他还不到18岁，就说他要管理整个实验室。我只是觉得那种狂妄自大和野心勃勃的程度是很少见的，但他有支持它的天赋!他所承诺的，他兑现了。南加州大学火箭推进实验室成为世界上第一个向太空发射火箭的学生团体。”

2019年的发射——世界上第一个成功的学生建造和设计的火箭到达外层空间——只是对即将发生的事情的预演。

南加州大学维特比学院院长YannisYortsos表示：“乔丹和蒂姆代表了南加州大学最好的一面：远见卓识、企业家精神和创造力。昨晚的发布会只是兑现了他们作为学生领袖所表现出的令人难以置信的承诺。”

毕业后，他们会在上下班路上通电话。没有人记得开着他的大众捷达回家，有时会在凌晨2点打电话给埃利斯。他将在霍桑的SpaceX下班，而埃利斯将离开他在华盛顿肯特郡杰夫贝索斯的太空公司BlueOrigin的工作。

他们的两家公司都对3D打印技术“兴趣不大”。虽然许多公司将3D打印用于火箭的某些部件，但没有人像Ellis和Noone那样考虑它。

Noone回忆说，在SpaceX，全公司的规定是“没有科学项目”。

“诚然，3D打印开发是一个科学项目，”Noone说。“我们谈论的是打印过程的非平凡的、非常基础的、科学物理水平的发展。”

因此，在给投资人马克·库班(MarcCuban)发了一封冷淡的电子邮件(主题行：“太空很性感，3D打印一整枚火箭”)获得了50万美元的承诺后，Ellis和Noone为他们的科学项目做好了准备。

相对论传说中的早期遗物之一是在星巴克餐巾纸的背面——当时这两个公认的“咖啡因成瘾者”很受欢迎——在那里他们勾勒出他们最初的火星航行愿景，由3D打印火箭提供动力。

埃利斯说：“我一直认为(Noone)对我来说是一个很好的陪衬。他更像是一个悲观主义者和现实主义者，并且有点注重细节，这对我们形成早期想法非常有帮助。我们互相平衡。”

这种平衡最终导致了SpaceX竞争对手的诞生，后者已经预售了令人羡慕的16.5亿美元的太空发射。

现在，随着这次成功发射，Ellis可能很快会推出TerranR，这是一种完全可重复使用的中型到重型3D打印火箭。

2022年7月，Relativity宣布了他们与ImpulseSpace合作的第一个火星商业任务。预计在2024年推出发射窗口，这一历史性的合作伙伴关系将推动两家公司实现人类多行星生存的共同目标。Relativity的角色：在佛罗里达州卡纳维拉尔角的TerranR发射Impulse的火星巡航车和火星着陆器。

对于Noone，他希望建立一个完整的太空相关公司组合。

作为EmbeddedVentures的普通合伙人，Noone是寻求投资下一个“太空独角兽”的十几家风险投资公司之一，Noone与联合创始人兼普通合伙人兼首席执行官JennaBryant一起寻找领域的新创业公司“国家安全空间技术。”

上个月，Embedded推出了首个1亿美元的基金，他们现在正在部署资金。2021年，他们与美国太空军签署了首个此类合作协议，重点关注既能为商业客户服务又能为国防客户服务的军民两用太空初创公司。

努恩和布莱恩特也在大力投资培养下一代人才。

由于担心女性在航空航天领域的差距——截至2021年，美国所有航空航天工程师中只有12.5%是女性——Bryant和Noone找到了南加州大学维特比学院。结果?两人慷慨的2022年礼物，导致ProjectPayload的重生，这是南加州大学维特比暑期项目，为中学生提供航空航天工程和计算机科学领域的实践、基于问题的学习体验。该计划以在洛斯阿拉米托斯的STARBASE发射高空气球而告终。

最近，NASA宣布最早将于2025年通过其Artemis(阿波罗的姐妹)任务重返月球。首次任务将使第一位女性和有色人种登上月球。Artemis还将在月球上建立第一个长期存在。

最终，NASA与Relativity一样，寻求人类前往火星的航行。

如果Noone和Bryant能够如愿以偿，这些来自ProjectPayload的年轻女性，现在只有6至8年级的学生，可能会成为第一批前往这颗红色星球的船员和探险家。