6200萬(wàn)美元，這是馬斯克透露的獵鷹9火箭單次任務(wù)報(bào)價(jià),。

　　這個(gè)價(jià)格,，已經(jīng)讓業(yè)內(nèi)驚呼「白菜價(jià)」了。

　　但另一家商業(yè)航天公司給出報(bào)價(jià)甚至不到它的五分之一,！

　　這種真正「白菜價(jià)」的火箭,，由Relativity Space開(kāi)發(fā)生產(chǎn),，并且是3D打印的。

　　最近這一型火箭剛剛完成首次發(fā)動(dòng)機(jī)地面點(diǎn)火試運(yùn)行實(shí)驗(yàn),。

　　「全周期」點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)

　　Relativity Space這次進(jìn)行地面點(diǎn)火試運(yùn)行測(cè)試的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)為Aeon 1,，采用甲烷和液氧作為動(dòng)力，單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)最大推力23000磅（10.43噸）,。

　　而美東時(shí)間11月9日完成的地面點(diǎn)火實(shí)驗(yàn),，稱(chēng)作全周期實(shí)驗(yàn)，意思就是一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)從點(diǎn)火到分離的整個(gè)工作過(guò)程,，一般幾分鐘左右,。

　　在NASA的Stennis航天中心進(jìn)行這次測(cè)試，是在發(fā)動(dòng)機(jī)的所有關(guān)鍵部件（包括渦輪泵,，噴射器和燃燒室）模擬實(shí)際發(fā)射任務(wù)條件的情況下進(jìn)行的,。

　　Aeon 1從開(kāi)機(jī)到結(jié)束總共187秒，首次完成全周期實(shí)驗(yàn),，這說(shuō)明這款發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能得到初步驗(yàn)證,。

　　而從今年2月開(kāi)始，Relativity Space對(duì)Aeon 1進(jìn)行了頻繁的點(diǎn)火測(cè)試,，共有300多次,，持續(xù)時(shí)間從幾秒到幾十秒。

　　這次的全周期點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)成功,，說(shuō)明Aeon 1已經(jīng)真正具備商用潛力,，它可能成為全球第一款投入商用的3D打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。

　　價(jià)格低,、生產(chǎn)周期快是3D打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)最重要的特點(diǎn),，也是最吸引客戶(hù)的地方。

　　與傳統(tǒng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)相比,，3D打印出來(lái)的,，具體有哪些特殊之處呢？

　　「打印」一臺(tái)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)

　　據(jù)Relativity Space公司負(fù)責(zé)人介紹,，3D打印技術(shù)可以一次成型制作零件,，這使得生產(chǎn)一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的周期和工序都大大減少。

　　目前一臺(tái)Aeon 1有三個(gè)大的部件,，總共100多個(gè)零件,，平均制造周期只有一個(gè)月。

　　傳統(tǒng)火箭一般都有幾千個(gè)零部件,，生產(chǎn)周期至少需要六個(gè)月左右,，這其中大部分時(shí)間要花在供應(yīng)鏈訂購(gòu)不同產(chǎn)品上。

　　相比之下,，Relativity Space的3D打印工廠將傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈縮短為一站式制造方式,。

　　「打印機(jī)」本身,，是Relativity Space自己開(kāi)發(fā)的Stargate3D打印機(jī)。

　　Stargate配備了多臺(tái)激光Kuka機(jī)器人手臂和打印頭,，提高3D打印速度,。同時(shí)，Stargate還有機(jī)器學(xué)習(xí)算法加持,，能夠不斷提高打印精度,。

　　如何使用金屬材料進(jìn)行3D打印

　　與我們平常生活中常見(jiàn)的樹(shù)脂等軟性材料3D打印不同，以金屬作為材料的Stargate3D打印機(jī),，采用的是選擇性激光燒結(jié)技術(shù),。

　　選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的原理和選擇性激光熔化相同，兩者都是同一概念的不同實(shí)例,。

　　工作時(shí),，打印機(jī)使用高功率激光器將材料粉末融化燒結(jié)，并堆放在定義好的三維空間點(diǎn),，創(chuàng)建預(yù)設(shè)的固體結(jié)構(gòu),。

　　具體來(lái)說(shuō)，激光通過(guò)掃描粉零件的三維數(shù)字描述（例如來(lái)自CAD文件或掃描數(shù)據(jù)）生成的橫截面,，來(lái)選擇性地熔化粉末材料,，將其堆放至粉末床上。

　　每完成一個(gè)截面,，粉末床會(huì)降低一層厚度,，以便在上面涂抹新的材料。

　　圖片來(lái)自Wikipedia

　　由于成品零件密度取決于激光峰值功率,，而不是激光持續(xù)時(shí)間,，所以機(jī)器通常使用脈沖激光作業(yè),。SLS機(jī)器將粉床中的散裝粉末材料預(yù)熱到略低于其熔點(diǎn)的位置,，以便于激光將選定區(qū)域的溫度提高到熔點(diǎn)的其余部分

　　與其他一些快速成型制造工藝（如立體光刻SLA）相比，激光燒結(jié)不需要給進(jìn)料器安裝支撐結(jié)構(gòu),，所以能夠構(gòu)造出許多傳統(tǒng)工藝無(wú)法完成的幾何形狀,。

　　但激光燒結(jié)技術(shù)也有自身的難點(diǎn)，比如一臺(tái)普通的打印機(jī)功率消耗就高達(dá)5千瓦,。并且作業(yè)時(shí)的預(yù)熱,、熔化和存儲(chǔ)三個(gè)階段的溫度誤差必須控制在2℃以?xún)?nèi)。

　　所以對(duì)于普通玩家來(lái)說(shuō),，選擇性激光燒結(jié)技術(shù)是一個(gè)昂貴的玩具,，但對(duì)于航天制造業(yè)來(lái)說(shuō)，它的成本仍然是前所未有的低廉,。

　　好火箭,，白菜價(jià),，不到獵鷹9的五分之一

　　打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，只是Relativity Space商業(yè)航天計(jì)劃的一個(gè)環(huán)節(jié),。

　　2021年,，Relativity Space會(huì)進(jìn)行首次火箭發(fā)射，而執(zhí)行任務(wù)的火箭,，也是3D打印出來(lái)的,。

　　Relativity Space自行設(shè)計(jì)的這款火箭名叫Terran，第一級(jí)安裝9臺(tái)Aeon 1發(fā)動(dòng)機(jī),，第二級(jí)安裝一臺(tái)Aeon 1發(fā)動(dòng)機(jī),。

　　Terran火箭可以將1250千克的有效載荷運(yùn)送至低地球軌道，如果500km高度的太陽(yáng)同步軌道任務(wù),，Terran火箭的有效載荷會(huì)下降到900千克,。

　　Terran的整流罩直徑為3米，是SpaceX Falcon 9火箭整流罩的一半多一點(diǎn),，是小型火箭制造商Rocket Lab的Electron火箭整流罩的三倍,。

　　Relativity Space官網(wǎng)給出的單次商業(yè)發(fā)射報(bào)價(jià)為1200萬(wàn)美元，而CEO在接受外媒采訪時(shí)透露單次發(fā)射的成本為1000萬(wàn)美元,。

　　之前馬斯克曾透露過(guò),，SpaceX的獵鷹9火箭單次發(fā)射報(bào)價(jià)6200萬(wàn)美元，利潤(rùn)超過(guò)30%,，一次發(fā)射的成本4340萬(wàn)美元,。

　　但1200萬(wàn)美元的Terran才是真正「白菜價(jià)」火箭。

　　當(dāng)然,，獵鷹9屬于重型火箭,，跟Terran不是一個(gè)級(jí)別，運(yùn)載能力也差很多,。

　　但這樣的尺寸在成本和運(yùn)載性能上取了一個(gè)平衡點(diǎn),，能夠滿(mǎn)足很多類(lèi)型客戶(hù)的需求。

　　比如Terran可以單次只發(fā)射一顆衛(wèi)星,。對(duì)于有這樣需求的客戶(hù)來(lái)說(shuō),，如果選擇獵鷹9，可能不得不「拼單」,，多了不可控因素,。

　　其實(shí)，Relativity Space已經(jīng)和銥星公司,、北美電信運(yùn)營(yíng)商Telesat,、NASA等等簽下了商業(yè)訂單。

　　Relativity Space的CEO在接受外媒采訪時(shí)說(shuō)，目前Relativity Space是除了SpaceX之外,，接受預(yù)訂單最多的商業(yè)航天公司,。

　　明年的第一次任務(wù)，Terran不會(huì)帶任何商業(yè)訂單,，僅作為一次實(shí)驗(yàn)和演示,。一旦首次發(fā)射順利，明年年內(nèi)就會(huì)開(kāi)始正式商業(yè)運(yùn)營(yíng),。

　　90后創(chuàng)始人

　　Relativity Space的兩名創(chuàng)始人,，分別從SpaceX和藍(lán)色起源走出。

　　聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEOTim Ellis,，1990年出生,。于2011年進(jìn)入藍(lán)色起源，主要負(fù)責(zé)火箭推進(jìn)系統(tǒng)和渦輪機(jī)械方面的工作,，他擁有南加州大學(xué)航空航天工程碩士學(xué)位,。

　　另外一位聯(lián)合創(chuàng)始人，Jordan Noone目前擔(dān)任CTO職位,，他曾是藍(lán)色起源動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)習(xí)生,，而后于2014年進(jìn)入SpaceX，并參與龍飛船的SuperDraco 推進(jìn)器項(xiàng)目,。

　　在2015年,，他們分別離開(kāi)SpaceX和藍(lán)色起源后，創(chuàng)立了Relativity Space,。公司團(tuán)隊(duì)的其他成員也有維珍銀河,、波音等航空航天公司的工作經(jīng)驗(yàn)。