Esta empresa quiere imprimir cohetes 3D en la superficie de Marte

El espacio de la relatividad puede tener las impresoras 3D de metal más grandes del mundo y extraer piezas para reinventar la industria de los cohetes aquí y en Marte.

Para una fábrica donde los robots trabajan sin parar para construir un cohete casi sin trabajo humano, el sonido del ruido que resuena en el estacionamiento crea un contraste inquietante.

“Este es el gimnasio de Keanu Reeves”, dice Tim Ellis, director ejecutivo y cofundador de Relativity Space, una startup que quiere combinar la impresión 3D y la inteligencia artificial para hacer por el cohete lo que Henry Ford hizo por el automóvil. Mientras caminamos entre los robots que ocupan la fábrica de Relativity, señala la etapa superior del misil de la compañía, que pronto será entregado a Mississippi para sus primeras pruebas. En el camino, dice, apuntando al mundo exterior, hay un estudio de grabación dirigido por Snoop Dogg.

Ninguno de estos A-listers visitó la fábrica de misiles de Relativity, pero la presencia de estos vecinos improbables parece subrayar el principal punto de discusión de la compañía: puede producir misiles en cualquier lugar. En un cosmos ideal, sin embargo, sus vecinos serán incluso más extraños que Snoop Dogg. La relatividad no solo quiere construir cohetes, sino construirlos en Marte. ¿Cómo exactamente? La respuesta, dice Ellis, son los robots, muchos de ellos.

Envuelva las puertas del puerto de carga en la sede de Relativity en Los Ángeles y encontrará cuatro de las impresoras 3D de metal más grandes del mundo, que producen piezas de cohetes día y noche. El último modelo de la impresora patentada de la compañía, llamada Stargate, tiene 30 pies de alto y dos brazos robóticos masivos que sobresalen como tentáculos del automóvil. Las impresoras Stargate producirán aproximadamente el 95% en masa del primer cohete de Relativity, llamado Terran-1. Las únicas partes que no se imprimirán son la electrónica, los cables y un puñado de partes móviles y juntas de goma.

Para hacer un misil imprimible en 3D, el equipo de Ellis tuvo que repensar completamente la forma en que están diseñados los misiles. Como resultado, el Terran-1 tendrá 100 veces menos partes que un cohete comparable. Su motor Aeon, por ejemplo, consta de solo 100 partes, mientras que un cohete típico de propulsión líquida tendría miles. Al consolidar las piezas y optimizarlas para la impresión 3D, Ellis dice que Relativity podrá pasar de las materias primas a la plataforma de lanzamiento en solo 60 días, en teoría, de todos modos. La relatividad aún no ha ensamblado un Terran-1 completo y no se espera que el cohete vuele para 2021 como muy pronto.

“Una prueba a gran escala será el paso más grande para demostrar esta nueva tecnología”, dice Shagun Sachdeva, analista senior de Northern Sky Research, una consultora espacial. Luego, la compañía puede comenzar a abordar otros problemas relacionados con su enfoque, como si es necesario que aparezca un nuevo misil cada 60 días.

La relatividad cree que encontrará su nicho. Completamente ensamblado, el Terran-1 tendrá unos 100 pies de altura y podrá enviar satélites que pesen hasta 2.800 libras en la órbita de la Tierra. Esto lo coloca por encima de los lanzadores de satélites pequeños, como el Electron de Rocket Lab, pero muy por debajo de la capacidad de cargar cohetes masivos, como el Falcon 9. SpaceX. Ellis dice que será particularmente adecuado para transportar satélites de tamaño mediano.

Relativity no es la única empresa de cohetes que utiliza la impresión 3D: SpaceX, Blue Origin, Rocket Lab y otras también la utilizan para imprimir determinadas piezas. Pero Ellis cree que la industria espacial necesita pensar más. A largo plazo, Ellis ve los cohetes impresos en 3D como la clave para transportar infraestructura crítica hacia y desde la superficie de Marte. Estos cohetes podrían utilizarse, por ejemplo, para realizar experimentos científicos en órbita alrededor de Marte o para devolver muestras a la Tierra.

Ellis, de 29 años, y su cofundador, Jordan Noone, de 26, han estado construyendo misiles desde la universidad, donde trabajaron en el prestigioso equipo de misiles de la Universidad del Sur de California antes de trabajar en Blue Origin y SpaceX. En Blue Origin, Ellis ayudó a establecer el programa de fabricación aditiva de la empresa. Mientras estuvo allí, comenzó a imaginar una fábrica robótica de misiles que apenas necesitaba la mano de un hombre.

En primer lugar, sin embargo, tuvo que conseguir unas impresoras 3D enormes. En el corazón de la fábrica de misiles robóticos de relatividad se encuentra Stargate, que Ellis afirma ser la impresora 3D de metal más grande del mundo. La primera versión del Stargate tiene unos 15 metros de altura y consta de tres brazos robóticos. Los brazos se utilizan para soldar metal, monitorear el progreso de la impresora y corregir defectos.

Para imprimir un componente grande, como un tanque de combustible o el cuerpo de un cohete, la impresora suministra millas de un alambre delgado de aleación de aluminio hecho a medida del largo de un brazo hasta su punta, donde un arco de plasma derrite el metal. Luego, el brazo deposita el metal fundido en capas delgadas, orquestando sus movimientos de acuerdo con los patrones programados en el software del automóvil. Mientras tanto, el cabezal de la impresora en la parte superior del brazo sopla un gas no oxidante para crear una especie de “sala limpia” en el lugar del depósito.

Relativity ahora tiene una nueva versión de Stargate que puede, en un solo intento, imprimir componentes aún más grandes, como el carenado del cohete o las cámaras de combustible. Tiene el doble de altura y solo dos brazos, cada uno de los cuales puede realizar más tareas que sus predecesores. Ellis dijo que su próximo Stargate duplicará su tamaño nuevamente, lo que permitirá a la compañía producir misiles más grandes.

Las impresoras Stargate funcionan bien cuando necesita imprimir rápidamente piezas grandes, pero para piezas que requieren más precisión, como el motor cohete, Relativity utiliza las mismas impresoras 3D de metal disponibles en el mercado que utilizan otras empresas aeroespaciales. Estas impresoras utilizan una técnica de impresión diferente, en la que un láser suelda capas de polvo de acero inoxidable ultrafino.

Ellis dice que el verdadero secreto de los misiles de relatividad es la inteligencia artificial que le dice al impresor qué hacer. Antes de una impresión, Relativity ejecuta una simulación de cómo debería verse. A medida que los brazos depositan metal, un conjunto de sensores captura datos visuales, ambientales e incluso de audio. El software de relatividad luego compara los dos para mejorar el proceso de impresión. “La tasa de fallas se redujo significativamente porque pudimos capacitar a la impresora”, dice Ellis.

Con cada pieza nueva, el algoritmo de aprendizaje automático mejora, hasta que finalmente podrá corregir las impresiones 3D por sí solo. En el futuro, la impresora 3D admitirá sus propios errores, cortando y agregando metal hasta producir una pieza impecable. Ellis ve esto como la clave para llevar la producción automatizada a otros mundos.

“Para imprimir cosas en Marte, se necesita un sistema que se adapte a condiciones muy inciertas”, dice Ellis. “Así que estamos construyendo un marco de algoritmos que creemos que serán transferibles a la impresión en otros planetas”.

No todo el mundo está convencido de que el enfoque de la relatividad en la fabricación de misiles sea el camino a seguir, al menos para las preocupaciones terrenales. Max Haot, director ejecutivo de Launcher Space, una startup que también utiliza la impresión 3D, dice que “todo el mundo utiliza la impresión 3D tan rápido como puede” en la industria aeroespacial, especialmente para los componentes de motores. “La pregunta es si los tanques de impresión 3D de aluminio valen la pena en comparación con los métodos tradicionales de fabricación de tanques”, dice Haot. “No lo creemos, pero veamos a dónde va”.

Relativity ya ha realizado ofertas por varios cientos de millones de dólares a varios de los principales operadores de satélites, incluidos Telesat LEO y Momentus. Pero Arjun Sethi, socio de Tribe Capital, que ha invertido en la relatividad, ve más que solo lanzar servicios. Lo comparó con Amazon Web Services en cuanto a cómo podría proporcionar infraestructura crítica a empresas espaciales más pequeñas.

Sachdeva de Northern Sky Research cree que la experiencia de Relativity en impresión 3D aeroespacial podría tener un valor duradero más allá de sus misiles. “Incluso si no alcanzamos el punto de fabricación completa de cohetes en Marte, la relatividad podría producir otros componentes en órbita”, dice Sachdeva. “Este es un gran avance para la industria en su conjunto”.

Sin embargo, los misiles son su primer objetivo. Hasta ahora ha probado el motor impreso en 3D, los recipientes a presión y la turbobomba. Pero aún queda mucho por hacer.

Una vez que tengan un cohete completo, Ellis y su equipo estarán listos para enviarlo al Launch Complex-16 en el Kennedy Space Center en Florida, donde Relativity tiene un contrato de arrendamiento a largo plazo, junto con SpaceX, Blue Origin y United Launch Alliance. El primer vuelo de un cohete totalmente impreso en 3D será un momento importante en la exploración espacial, pero para Relativity será solo el comienzo de su viaje de un mes a Marte.

Este artículo fue publicado originalmente por DyN Noticias US

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