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美國(guó)3D打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)射上天了

2017-08-17 15:10:30 作者：本網(wǎng)整理來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 分享至：

不久前，新西蘭在其北島東海岸的瑪西亞半島（Mahia）發(fā)射了該國(guó)首枚運(yùn)載火箭，這枚名為“Electron”的輕型運(yùn)載火箭由美國(guó)火箭實(shí)驗(yàn)室（Rocket Lab）研究開(kāi)發(fā)，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎全部使用3D打印制造。

雖然發(fā)射在進(jìn)行到4分鐘時(shí)被迫終止，但火箭實(shí)驗(yàn)室方面稱，此次試驗(yàn)發(fā)射為后面的測(cè)試和研究提供了寶貴數(shù)據(jù)。據(jù)火箭實(shí)驗(yàn)室事后發(fā)布的調(diào)查報(bào)告，發(fā)射失敗是由于獨(dú)立承包商的地面設(shè)備發(fā)生故障所致。Rocket Lab的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官彼得·貝克（Peter Beck）在報(bào)告中表示，“我們證明了Electron可以按照計(jì)劃進(jìn)入預(yù)定軌道。”

Electron運(yùn)載火箭外殼由碳纖維構(gòu)成，高17米，直徑1.2米，可以將最多225千克的載荷送入500千米高的太陽(yáng)同步軌道。

該運(yùn)載火箭使用的發(fā)動(dòng)機(jī)，是火箭實(shí)驗(yàn)室于2015年推出的第一款電池驅(qū)動(dòng)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)——Rutherford發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)的多數(shù)組件都是為最大限度減輕重量而設(shè)計(jì)，其他組件則為實(shí)現(xiàn)有效的液體流動(dòng)進(jìn)行了優(yōu)化。據(jù)美國(guó)商業(yè)媒體fast company報(bào)道，3D打印材料的使用，讓Electron的單次發(fā)射成本僅500萬(wàn)美元，遠(yuǎn)低于平均成本。Space X獵鷹9火箭的發(fā)射成本為6200萬(wàn)美元。

目前，“Electron”運(yùn)載火箭主要定位于創(chuàng)業(yè)公司和高校，這款火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的制造周期僅為24小時(shí)。

Rutherford發(fā)動(dòng)機(jī)

該運(yùn)載火箭的一級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)由9個(gè)Rutherford發(fā)動(dòng)機(jī)組成，可產(chǎn)生192千牛的推力。二級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)則根據(jù)工作環(huán)境的不同，在Rutherford發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上略有調(diào)整，使其更能適應(yīng)真空環(huán)境。

Electron一級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)

此前，創(chuàng)業(yè)公司和高校若想將其貨物作為次要有效載荷通過(guò)大型運(yùn)載火箭發(fā)射升空，一般需要等待相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。

雖然此次發(fā)射并未成功，但對(duì)降低航天飛行成本的探索進(jìn)程來(lái)說(shuō)，仍然意義重大。

彼得·貝克表示，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在火箭成本中占了很大比重，而建造可以量產(chǎn)的低成本發(fā)動(dòng)機(jī)則更加困難。

他認(rèn)為低成本3D打印火箭的成功發(fā)射是火箭商業(yè)化的重要一步。此前，彼得曾在一份聲明中稱，“火箭實(shí)驗(yàn)室一直致力于研發(fā)新型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)制造和運(yùn)營(yíng)方式，而公司的最終目標(biāo)是通過(guò)提供新的發(fā)射機(jī)會(huì)而使空間探索變得更容易。”

火箭實(shí)驗(yàn)室成立于2006年，總部位于洛杉磯。2013年，該公司的Electron項(xiàng)目獲得來(lái)自科斯拉創(chuàng)投（Khosla Ventures）和新西蘭基金公司K1W1的投資。同年，火箭實(shí)驗(yàn)室研制的電池驅(qū)動(dòng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)完成了點(diǎn)火測(cè)試。此后一年，該公司完成B輪融資，投資方包括太空領(lǐng)域巨頭Lockheed Martin、Khosla、Bessemer和K1W1。目前，該公司已實(shí)現(xiàn)融資1.48億美元，公司估值超過(guò)10億美元。

Rutherford發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火測(cè)試

在過(guò)去4年間，火箭實(shí)驗(yàn)室一直在為發(fā)射工作做準(zhǔn)備，此次發(fā)射前不久，該公司剛剛獲得美國(guó)聯(lián)邦航空管理局的許可。在正式投入商業(yè)化運(yùn)營(yíng)前，公司還將進(jìn)行兩次發(fā)射測(cè)試。

據(jù)路透社報(bào)道，目前世界上有超過(guò)30家企業(yè)和機(jī)構(gòu)在競(jìng)爭(zhēng)航天發(fā)射市場(chǎng)，其中也包括由埃隆·馬斯克創(chuàng)立的目前全球估值排名前5的私有科技公司SpaceX。

事實(shí)上，在探索太空的過(guò)程中，3D打印能做的遠(yuǎn)比想象的更多。

因?yàn)楹教觳考圃焓褂玫牟牧舷∮星野嘿F，而3D打印可以一次性地制造一個(gè)完整產(chǎn)品從而有效減少材料的浪費(fèi)，降低成本，例如，NASA通過(guò)3D打印將一種火箭噴注器的零件數(shù)量從115個(gè)降低到2個(gè)。另外，3D打印還能在不需要高端制造設(shè)備的情況下制造各種小批量精細(xì)部件。

此外，3D打印也能夠在空間建設(shè)中發(fā)揮作用，歐洲航天局日前證實(shí)，借助太陽(yáng)能，研究人員可以將月球的塵土轉(zhuǎn)變?yōu)榇u塊。下一步，研究人員將考慮如何利用3D打印在月球上建造建筑。

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