Это перевод небольшого материала с сайта MIT Technology Review, в котором основатель компании Rocket Lab Питер Бек говорит о преимуществах использования 3D-печати в производстве ракет и двигателей, а также о том, что ждёт молодой рынок малых запусков.
Аддитивные технологии, более известные как 3D-печать, продолжают проникать в ракетостроение. Компания SpaceX Илона Маска выпустила свою первую деталь, напечатанную на 3D-принтере, еще в 2014 году. Blue Origin Джеффа Безоса использует аддитивные технологии для печати компонентов двигателя BE-4. Молодые ракетные компании из США (Relativity Space) и Великобритании (Orbex) также надеются использовать возможности 3D-принтеров по максимуму.
Rocket Lab – это одна из тех компаний, которые обладают наибольшим опытом в этой сфере. Она была основана Питером Беком в 2006 году и на данный момент является лидером среди производителей малых ракет. А всё потому, что это единственная компания, которой удалось наладить регулярные запуски небольших грузов в космос – благодаря своей ракете Electron.
У ракеты Electron на данный момент в копилке 6 успешных пусков. Она приводится в движение девятью двигателями Rutherford на первой ступени, которые создаются по большей части с помощью 3D-печати, также как и многие другие компоненты ракеты.
В интервью ниже генеральный и технический директор Rocket Lab Питер Бек объясняет, почему его компания инвестирует в развитие методов 3D-печати и как эти технологии используются в ракетостроении. Это интервью было отредактировано, дабы внести для читателей больше ясности и уменьшить объем материала.
Как проходило развитие аддитивных технологий с того момента, как вы стали использовать их в конструировании своих двигателей?
Мы начали использовать 3D-печать в производстве ракет очень рано. Помню, как 4 года назад мы анонсировали свой двигатель Rutherford на Национальном космическом симпозиуме – люди отреагировали фразами вроде: «Это выглядит вопиюще!». Взгляните на ситуацию теперь: если в ракетном двигателе вашей компании нет деталей, созданных на 3D-принтере, то вас могут посчитать отсталой компанией. Мы отправили в космос более 50 созданных с помощью аддитивных технологий двигателей Rutherford – больше, чем кто-либо в истории. Нет никаких препятствий, чтобы сделать подобное единожды, но чтобы успешно отправить в космос 50 двигателей, требуется другой уровень понимания процессов производства, контроля качества и запуска.
Вы используете аппараты сторонних производителей для печати двигателей или используете установки собственного изготовления?
Когда мы только начинали, то просто покупали принтеры у каких-либо производителей и перепрограммировали их – изменяли их в соответствии с нашими требованиями. Мы создали такую геометрию печати, которую вы не сможете найти у поставщиков обычных 3D-принтеров – многие компоненты нашей печати расширяют границы технологий даже сегодня.
Существуют ли какие-либо конструкционные элементы в вашей ракете, которые было бы невозможно создать без 3D-печати?
Да, конечно. Ракетный двигатель Rutherford является самым производительным кислород-керосиновым двигателем в Америке – его показатели в какой-то степени лучше, чем у Merlin-1D – и 3D-печать сыграла здесь не последнюю роль. С помощью аддитивных технологий мы создаем все наши инжекторы – эти технологии позволяют создавать такую внутреннюю геометрию устройства, которая обеспечит наилучшее смешивание компонентов топлива и максимальную производительность двигателя. Мы не смогли бы добиться таких результатов, используя классические методы производства деталей. Стоит отметить, что на самом деле довольно сложно создать небольшой и одновременно эффективный ракетный двигатель.
Как вы думаете, дает ли 3D-печать какие-то ощутимые преимущества для ракетостроителей?
Стопроцентно. Как и в любой другой отрасли. Сложные для производства компоненты вы можете объединить в подсистемы для увеличения общей эффективности, производительности и экономичности каждого.
Но в некоторых случаях аддитивные технологии не оправдывают своего применения. Например, если вы используете 3D-печать для создания кронштейна. Это же пустая трата времени! Секрет технологии не в том, что можно просто взять и напечатать что-угодно – необходимо понимать, какие компоненты будут сложны в производстве и объединять их. Таких компонентов много в космических кораблях.
Если вы создадите с помощью 3D-печати конструкцию, имеющую в своем составе кронштейн, который поддерживает 50 элементов ракеты вместе с топливными баками – тогда другой разговор. В таком случае – это действительно полезное применение для технологии.
Тяжело ли вам привлекать новых клиентов, которые узнают, что у вас есть двигатель, созданный с помощью 3D-печати?
Здесь нет никаких проблем. Самой сложной задачей было пройти испытания от NASA – они очень подробно рассмотрели все системы нашего двигателя, в особенности много времени потратив на изучение тех компонентов, которые были созданы с помощью аддитивных технологий. Но все прошло гладко.
Как вы думаете, есть ли преимущество у первопроходцев, когда дело доходит до использования 3D-печати в запуске спутников?
Конечно. Сейчас в разработке находится много ракет-носителей малого класса. И это забавно – ведь они все будут пользоваться услугами одних и тех же клиентов. Рынок будет переполнен и борьба будет очень жесткой. Это очень напоминает экономический пузырь. Я думаю, что в следующие 12-18 месяцев на этом рынке развернется настоящая баталия.
Вы считаете, что это окажет влияние на Rocket Lab?
Наша компания находится в уникальном положении – мы единственные на этом рынке, кто производит запуски. Контракты других компаний, еще ни разу не запускавших свою ракету, частично будут перетекать к нам – все потому, что клиенты не захотят ждать 2 или 3 года до того момента, когда те компании смогут осуществить свой первый фактический запуск.
Путь ракетной компании к своему первому полету очень тяжелый, но не нужно думать, что все проблемы на этом и кончатся – ведь дорога к постоянному производству ракет также сложна.