3D 打印火箭墜落:一次成功的失敗

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圖片來源:Handout/AFP

近年,3D 打印技術已經被廣泛應用於各個社會範疇,例如醫學軍事建築,最近更迎來另一項突破。美國初創太空公司「相對論空間」(Relativity Space)成功製造全球首支 3D 打印火箭「人族一號」(Terran 1),並在美國東岸時間 3 月 22 日試射。雖然實驗最終失敗,但媒體評論認為其帶來多項技術突破,已是重大勝利。

航空工程師 Tim Ellis 和 Jordan Noone 在 2015 年於加州創立「相對論空間」,致力開拓民用航天技術。「人族一號」火箭是公司重點項目之一,全長大約 33.5 米、闊約 2.2 米,運載能力達到 1,250 公斤,85% 部件由 3D 打印而成,包括火箭引擎,是歷來嘗試在地球軌道飛行的最大 3D 打印物體。3 月 22 日,這枚閃亮的白色火箭第三次在佛羅里達州卡納維爾角太空軍基地嘗試發射。

「人族一號」以甲烷作為動力,在藍綠色的火焰推動下,火箭劃破黑夜朝太空飛去。第一節火箭有 9 個引擎,看起來一切正常,在大氣層中平穩升空,燃燒了超過兩分鐘。火箭第二節也成功分離,不過後來第二層引擎嘗試點燃,卻無法維持動力,因此未能進入飛行軌道,最終墜入大西洋。「相對論空間」尚在分析問題成因,有可能是燃料泵、噴射器,又或者點火系統出現問題。

  • 「人族一號」發射實況。

雖然試飛失敗,「相對論空間」在聲明中表示任務已經成功,因為在飛行過程中,「人族一號」達到了最大動態壓力(Max Q),此外火箭也完成了主引擎切斷和階段分離。這次實驗足以證明 3D 打印火箭技術的可能性,為將來研發新火箭模型「人族 R 號」打好重要基礎。有評論指出,對比近年其他商業開發的小型發射器,例如 AstraVirgin OrbitFireflyABL Space Systems,「人族一號」的試飛確實更進一步。

以 3D 打印火箭是相當新穎的技術,仍需要更多飛行數據進行評估,這次試飛一定程度上驗證了「人族一號」火箭製造結構的承壓力。不過此結構是否真的堅固?這次試飛是否只差一點就成功?這些問題還需要專家團隊解答。而有關資料將會決定「人族 R 號」的設計模式,例如應有多少比例的零件由 3D 打印。另外,「人族 R 號」的運載能力預計會更高,屆時火箭的運行速度究竟會有多快,亦是外界所關注的問題。

「相對論空間」一眾高層看來對計劃信心十足。此次試射之前,行政總裁 Ellis 曾承諾「人族一號」火箭還會再試飛一次。但發射後公司在聲明提及正著手啟用「下一款發射器」,顯示研發團隊已經把重心轉向「人族 R 號」。無論「相對論空間」最終作出甚麼決定,上週三的試射看來已收到預期效果,成為人類航天史一個歷史時刻。