Управляемые ИИ гигантские 3D-принтеры печатают космические ракеты

Relativity Space – стартап, поставивший целью объединить печать на 3D-принтере с искусственным интеллектом, является обладателем, пожалуй, самого большого в мире металлического 3D-принтера, на котором он изготавливает детали, из которых будут собираться ракеты.

Что примечательно, Relativity хочет не просто печатать ракеты – в будущем  их планируется создавать прямо на Марсе.  Как именно? По словам исполнительного директора и сооснователя стартапа Тима Эллиса (Tim Ellis), ответом на этот вопрос являются роботы – много роботов, которые уже сейчас круглосуточно работают на фабрике Relativity.

Открыв двери офиса Relativity в Лос-Анджелесе, вы увидите четыре крупнейших в мире 3D-принтера, день и ночь печатающих различные детали будущей ракеты. Высота последней модели фирменного принтера компании Stargate составляет 30 футов  (9,144м) при этом устройство обладает двумя огромными роботизированными руками-рычагами. Планируется, что 95% деталей первой ракеты Relativity —  Terran-1 — будет напечатано на принтере Stargate. Единственными частями, которые будут изготовлены без использования принтера, станут электронные компоненты, кабели, а также некоторые подвижные детали и резиновые уплотнители.

Управляемые ИИ гигантские 3D-принтеры печатают космические ракеты

Для того чтобы напечатать ракету на 3D-принтере, команде Эллиса пришлось полностью переосмыслить способ конструирования ракет. В результате, количество деталей Terran-1 будет в 100 раз меньше, чем у обычной ракеты. К примеру, двигатель Aeon состоит всего из 100 элементов, тогда как количество деталей двигателя обычной, работающей на жидком топливе ракеты, исчисляется тысячами.  По словам Эллиса, консолидируя компоненты и оптимизируя их для 3D-печати, Relativity сможет свести весь процесс создания ракеты (от исходных материалов до момента запуска ракеты) к 60 дням.  Конечно, пока это только теория, ведь Terran-1 еще не собрана, а ее запуск ожидается не раньше 2021 года.

«Полномасштабное тестирование станет главным этапом, который подтвердит новую технологию», — отмечает старший аналитик космического агентства Northern Sky Research Шагун Сачдева (Shagun Sachdeva). После этого компания сможет перейти к решению насущных проблем».

Основатели Relativity считают, что нашли свою нишу в отрасли ракетостроения. В собранном виде высота Terran-1 будет составлять 100 футов (30,48м), при этом ракета сможет доставлять на низкую околоземную орбиту спутники весом до 2800 фунтов (1270кг).

Стоит отметить, что 3D-принтеры в производстве ракет использует не одна Relativity —  SpaceX, Blue Origin, Rocket Lab и другие компании отрасли также печатают на 3D-принтерах отдельные детали космических аппаратов. Однако, по мнению Эллиса, космической индустрии необходимо мыслить масштабнее. В долгосрочной перспективе Эллис рассматривает напечатанные на 3D-принтерах ракеты в качестве ключевого транспорта, используемого для транспортировки грузов с и на Марс. К примеру, такие ракеты могли бы использоваться для вывода на орбиту Марса аппаратуры для исследований или для транспортировки на Землю взятых на Красной планете проб и образцов.

29-летний Эллис и его компаньон, 26-летний Джордан Нун (Jordan Noone) занимаются конструированием ракет со времени учебы в колледже, где они участвовали в работе над проектом Университета Южной Калифорнии. После этого оба нынешних основателя стартапа работали в Blue Origin и SpaceX. Именно там Эллис начал задумываться о возможности производства ракет без привлечения человеческого труда.

Чтобы реализовать свою идею, Эллису был необходим гигантский 3D-принтер. Первая модель принтера Stargate имела высоту 15 футов (4,572м) и состояла из трех роботизированных рук, которые использовались для плавки металла, мониторинга работы принтера и исправления ошибок.

Сейчас Relativity работает с новой версией Stargate, способной печатать еще более крупные компоненты, например, камеры сгорания.  По размеру она вдвое превышает своих предшественников и имеет уже две руки-рычага, каждая их которых может выполнять заданий больше, чем в предыдущих версиях. По словам Эллиса, следующая модель принтера еще раз удвоится в размере, что, наконец, позволит компании производить ракеты большого размеры.

Реклама на Компьютерре

Принтеры Stargate хорошо справляются с быстрой печатью крупных деталей, однако для деталей, требующих повышенной точности, например, двигателя ракеты, Relativity использует имеющиеся в продаже металлические 3D-принтеры, которыми пользуются другие компании аэрокосмической отрасли. Эти принтеры применяют другую технику печати, при которой лазер сплавляет друг с другом слои ультратонкой пыли из нержавеющей стали.

По словам Эллиса, секретом ракет Relativity является искусственный интеллект, который сообщает принтеру этапы работы. Перед печатью Relativity подготавливает схему будущей напечатанной детали. При подаче металла в принтер набор сенсоров собирает визуальные данные, данные об окружающей среде и даже аудиоданные, после чего программа анализирует их и настраивает процесс печати.

С печатью каждой новой детали алгоритм машинного обучения оптимизируется. Планируется, что в будущем 3D-принтер будет распознавать собственные ошибки, разрезая и добавляя металл до тех пор, пока не будет напечатана правильная деталь.

«Чтобы печатать детали на Марсе, необходима система, способная адаптироваться к очень неопределенным условиям, — объясняет Эллис, — поэтому мы создаем алгоритмическую систему, которая (…) действительно сможет использоваться для печати на других планетах».

Несомненно, далеко не все верят в то, что подход Relativity является перспективным решением, по крайней мере, в земных мерках. Так, руководитель проекта Launcher Space Макс Хот (Max Haot) считает, что напечатанные на 3D-принтере детали, особенно компоненты двигателя, могут значительно уступать по качеству деталям, произведенным традиционным способам.

Тем не менее, Relativity уже заключила сделки на сотни миллионов долларов с несколькими компаниями-операторами спутников, в том числе Telesat LEO и Momentus.

По мнению Шагуна Сачдевы из Northern Sky Research, опыт Relativity может иметь долгосрочную ценность не только в отрасли производства ракет:

«Даже если мы не придем к полному циклу производства ракет на Марсе, Relativity сможет производить другие компоненты на орбите. Это очень серьезное достижение для всей отрасли».

Однако главной целью все-же являются ракеты. В настоящее время компания тестирует печать деталей двигателя и турбонасоса, и ей предстоит провести еще множество экспериментов.

После того, как ракета будет собрана, команда Эллиса планирует переправить ее в Космический центр Кенннеди. Первый полет напечатанной на 3D-принтере ракеты станет очень важным моментом для космической отрасли, а для Relativity  он будет означать начало долгого пути к полетам на Марс.

Источник