航天新观察 2021/03/01
第 307期
【CNBC 2月25日报道】 3D打印火箭制造商相对论太空公司（Relativity Space）宣布开发一款完全可重复使用的火箭，其性能可以与SpaceX的猎鹰9号火箭媲美。
公司CEO蒂姆·埃利斯（Tim Ellis）告诉CNBC，火箭名为“Terran R”，是“Terran 1”火箭的“明显演变”。 后者预计将于2021年晚些时候首飞。 “二者为同样的架构，同样的推进剂，同样的工厂，同样的3D打印机，同样的航电设备和同样的团队。 ” 埃利斯说，“不同的是，Terran R是完全可重复使用的。 ”
就像Terran 1一样，Terran R也将通过增材制造完成。 其中90%以上的部件，将使用位于公司加州长滩新总部中的世界最大3D打印机。 SpaceX能够回收火箭第一级和整流罩，但尚未实现对火箭二级的回收，而相对论太空公司的目标是通过3D打印设计实现这一点。 “我们将能够打印出更特别的、传统工艺难以制造的材料，从而提升火箭一级和二级的可重复使用性。 ”
“Terran 1”单次发射价格为1200万美元，能将1250公斤的载荷送到近地轨道，其性价比介于火箭实验室的电子火箭和SpaceX的猎鹰9之间。 “Terran R”的运力将是“Terran 1”的近20倍，接近SpaceX公司称其猎鹰9能够运载的2.28万公斤。
猎鹰9的公开价格为6200万美元，马斯克称每枚火箭的发射成本约为2800万美元。 埃利斯拒绝透露Terran R的单发价格，但他说，这枚火箭是要与其他火箭竞争的。 埃利斯说，“Terran 1”和“Terran R”火箭加起来已签订了价值数十亿美元的合同。
宙叔评论
设计、发动机、推进剂、智能化、复用……商业发射的根本在于降低成本，而影响火箭成本的因素是多方面的。围绕这些因素，全世界的火箭公司想方设法搞创新、提高竞争力。比方说，SpaceX创造了火箭的一子级复用、整流罩复用、拼单发射，火箭实验室公司创造了可转型为卫星平台的上面级、正在验证小火箭伞降回收且进展顺利。
现在，相对论公司又从材料角度创造了以3D打印实现火箭整体回收的途径，且与上述几个降低成本的方法完全可兼容，毫无技术瓶颈。依托先进的增材制造技术进行同质产品竞争，使得运载火箭领域降成本的方式更加多元化，也让占据全球商业发射大份额市场的SpaceX猎鹰9火箭迎来直接对手。
SpaceX公司的可重复使用火箭已经成熟，对航天发射行业的冲击有目共睹。SpaceX自己透露，猎鹰9火箭单次发射成本已经降至2800万美元，远远低于官网报价的6200万美元。在此影响下，欧洲的阿里安5火箭、俄罗斯的质子号火箭、印度的PSLV火箭发射订单越来越少，2020年发射次数分别为3次、1次、2次，比往年大幅减少，简直可以说是降到了冰点。当前这一代的阿里安5和质子号已经开始逐渐退役。在这种背景下，相对论公司“人族R”(Terran R)可复用3D打印火箭已经开始研制，无疑是对运载火箭发射行业的又一次撼动！
让人意外的是，“人族R”火箭在指标上竟然和猎鹰9号十分接近，前者LEO运载能力为20t，后者为22.8t。相对论公司的上一代产品、同样研发中的“人族1号”能力远不及此，LEO运载仅1.25t，SSO运载能力最大为900kg。虽然“人族R”火箭的单次发射价格还在保密中，如果按照计划推进，必然会低于SpaceX的猎鹰9。
从“人族1号”到“人族R”，相对论公司实现了运载能力和重复使用的升级。这不是量的渐进，是质的飞跃，而且飞跃的代价很小。空客公司在为OneWeb研制小卫星时，原有的大中型卫星生产线没法直接使用，需要投入巨资重新建设生产线。而相对论公司在现有的“人族1号”火箭3D打印生产线上可以直接开造“人族R”，配套相应的软件即可，不需要配置新的制造工艺和制造设备。
同时，这款3D打印的可复用火箭在产品继承性上也具有成本和周期优势。“人族R”和“人族1号”火箭的上面级发动机Aeon 1非常相近，前者略有改进。“人族R”一子级的发动机“Aeon R”也是在“人族1号”一子级发动机“Aeon 1”的基础上改进了推力，但制造工艺完全相同且都使用液氧甲烷作为燃料。这样的继承性大大缩短了一个新产品的研制周期，让“人族R”的部件得以迅速投入制造，将开始测试。
卡纳维拉尔角已经给了相对论公司一个试验和发射工位。看来，NASA和美国军方也很看好这种3D打印、可整体回收、LEO运力高达20t的低成本运载火箭，希望看到其与SpaceX公司猎鹰9直接PK的场面。这一天应该不会太远。
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