世界初の完全3Dプリントロケットが打ち上げられる予定で、米国の宇宙企業Relativity Spaceが

南極のクマの紹介: 3D プリント技術は、人類の星間旅行の探究に役立ちます。現在、多くのロケット会社がすでにこれを応用しています。
△Relativity Space 3Dプリントロケットエンジンのフルサイクル点火実験
アンタークティック・ベアは、3Dプリントロケットの新興企業であるRelativity Spaceが、早ければ2022年の夏にも初の全金属製3Dプリントロケットを打ち上げる予定であることを知った。当初の目標時期である2020年は、当初の計画より約18か月遅れて、今年の夏に変更されました。今回、テラン1号の打ち上げに成功すれば、商業打ち上げ業界で確固たる地位を築いたことになる。

△ロケット格納庫と発射台インフラ、2022年4月に完成
最新の開発
レラティビティ社のモ・シャザド最高財務責任者は、打ち上げ前のテストが先週完了し、ロケットは5月31日にカリフォルニア州ロングビーチからフロリダ州ケープカナベラルに出荷される予定だと語った。

テラン1号は最大1,000キログラム（2,204ポンド）の積荷を軌道上に運ぶことができる。シャザド氏によれば、最初の発売は製品のデモンストレーションのためだったという。まだ正式に打ち上げられていないが、NASAと国防総省のイノベーション部門との間でその後の打ち上げ契約が締結されている。

△テラン1号ロケット（左）とテランR号ロケット（右）の容積比較ロケット打ち上げの需要が急増
シャザド氏は、同社が再利用可能な別のロケット「テランR」を開発中であると述べた。同時に、ペイロードはテラン1の約20倍であり、商用グレードの衛星などの重量貨物の輸送用に開発されている。今後は、このような大型ロケットに対する商業顧客の需要を考慮して、「テランRを優先する」予定だ。

過去2年間で従業員数が5倍の800人近くにまで増加したレラティビティは、マーク・キューバン、ブラックロック、タイガー・グローバル・マネジメントLLC、ジャレッド・レトなどの投資家から約13億ドルを調達した。

△テラン1には9基のイオンロケットエンジンが搭載されています。技術的利点（フルメタル3Dプリントロケットの製造に60日）
テラン 1 エンジンの最も印象的な特徴はそのシンプルさです。エンジンの燃焼室、点火装置、ターボポンプ、反動スラスタ、車両加圧システムの部品数を減らすことで、ほとんどのロケットエンジンが通常数千個の部品で構成されるのに対し、テラン 1 エンジンは約 100 個の部品しか備えていません。エンジンは60日以内に印刷できると言われています。

△ 3DプリントされたRelativity Space Aeonエンジン
Stargate の特許技術により、新しいバリューチェーンと革新的な構造設計が可能になります。 Stargate は、Terran 1 ロケットの設計、製造、品質、速度を改善し、次のような利点をもたらします。

固定具ゼロ、部品点数削減
設計の反復と部品の最適化を高速化
リアルタイムの品質管理と部品検査、3Dプリント中およびプリント後に部品をチェックして、均一性と品質の最高基準を満たしていることを確認します。
センサーと分析に基づく機械学習
Relativityは、ミッションクリティカルなパフォーマンス要件を満たすために、3Dプリント用に特別に設計された独自の合金をいくつか開発しました。

金属3Dプリント技術が新しいロケット製造モデルに貢献
Relativity 社は、インテリジェントロボット、ソフトウェア、データ駆動型 3D 印刷技術を垂直統合し、ロケット製造を自動化する初の航空宇宙プラットフォームである Stargate 工場を建設しました。

△ 3Dプリントの独自の技術的利点を最大限に活用
スターゲイト工場には、世界最大の金属 3D プリンターと AI 駆動型制御が導入されており、生産を継続的に最適化することで、品質と時間を大幅に改善し、コストを削減し、これまで不可能だった製品設計の製造を可能にしています。ロケットの部品の95％は同社自身で印刷することができ、ケーブル、チップ、ゴム部品のわずか5％を外部から購入します。

完全 3D プリントロケットを採用した最初の企業として、Terran Rocket 1 はRelativity の最初の応用製品です。同社は、20年以内にスターゲイト工場が航空宇宙産業全体に拡大すると主張している。

△まったく新しいバリューチェーン：3Dプリント専用の部品を設計→適切な原材料を選択→金属3Dプリント→低コストで高効率なロケット製造目標を達成
△スターゲイト専用に設計された高強度合金線。ミッションクリティカルな構造要件を満たすように設計された物理的特性、新しい合金の開発を迅速に繰り返すための社内材料特性評価ラボ
△ インテリジェント制御、リアルタイム品質管理と部品検査、インテリジェントデータ駆動型製造、機械学習制御アルゴリズム、複雑な幾何学的形状を実現できる加法・減法統合金属3Dプリント
△センサーと分析、自動化ロボットと経路計画、製造プロセス中の検証と確認データの取得、柔軟で拡張性の高いシステムアーキテクチャ、クラウドベースの製造シミュレーションとトレーニング
Relativity 社は、一般的に言えば、ロケットはペイロード、誘導、推進、構造という 4 つの主要システムで構成されていると考えています。同社は60年間、大規模な工場、固定工具、複雑なサプライチェーン、そして多くの手作業に頼り、2年以上かけて10万点以上の部品を使った高価なロケットを製造してきた。

△最大ペイロード：低軌道185kmまで1,250kg 、太陽同期軌道500kmまで900kg、1200kmまで700kg
第 1 段ロケットには 9 基の Aeon 1 エンジンが搭載され、第 2 段ロケットには再起動可能な 1 基の Aeon Vac エンジンが搭載されています。
推力:エンジン 1 基あたり 19,500 lbf-vac、低軌道では合計 175,500 lbf-vac 、太陽同期軌道では22,500 lbf-vac 。

競争の激しい宇宙ビジネス
ロケットの製造に3Dプリント技術を使用するレラティビティは、イーロン・マスク氏のスペース・エクスプロレーション・テクノロジーズ社、ロケット・ラボUSA、ヴァージン・オービット・ホールディングス、アストラ・スペース、ジェフ・ベゾス氏のブルー・オリジンLLCなど、他のロケット新興企業やより確立された航空宇宙企業と競争する激しい市場で競争している。

△レラティビティ・スペースの屋内3Dプリント技術しかし、レラティビティは、独自の3Dプリント生産能力により、競合他社よりも早くロケットを製造し、顧客の打ち上げミッションを達成できると述べた。ロケットの90％以上は機械で「印刷」されており、従来の製造プロセスと比較してコストを効果的に削減します。

レラティビティ社は、テランRの開発をロングビーチ空港近くの、より大規模な100万平方フィート（9万3000平方フィート）の工場に移管する。この工場はかつてボーイング社が軍用貨物機C-17を製造していた場所だ。同社はまた、将来的には3Dプリント技術を使って火星に産業基盤を建設したいと考えていると述べた。

△ Relativity による地球のロケット工場のレンダリング
Relativity Space の最近のイベントのタイムライン:
> 2021年10月：Terran 1は防水、低温、飛行圧力テストを含む第1段階のテストを受けます。
> 2021年12月：LC-16でRain Birdのテストが完了しました。「レインバード」は離陸時の音響衝撃を軽減するために使用される水システムの一部です。
> 2021年12月：ミシシッピ州にあるNASAのステニス宇宙センターに新しいデュアルチャンバーテストスタンドを建設し、エンジンテストを実施。
> 2022年1月：最初の真空エンジンのフルテストを完了し、実行時間は310秒でした。
> 2022年2月：初の実物大航空機の構造試験を完了。
> 2022年3月：第2フェーズに入り、カリフォルニア本社からステニスへ出荷。
> 2022年4月：テストを完了し、ステニスで60秒間の発射に成功しました。
> 2022年5月：ステニスからフロリダへの輸送が行われます。

Relativity Space の 3D プリントロケットに関するその他のニュースについては、以下の関連記事をお読みください。
レラティビティは、わずか100個の部品で構成されたエンジンを搭載した、完全に3Dプリントされたロケット、テラン1の打ち上げを数週間以内に発表した。