相対性理論の 3D

Relativity Space の最初の 3D プリント テラン 1 ロケットのカウントダウンと打ち上げのライブ中継のリプレイをご覧ください。 テラン1号は、3月22日水曜日午後11時25分（日本時間3月23日木曜日午前3時25分）、EDTで初の試験飛行を行い、フロリダ州ケープカナベラル宇宙軍基地の発射施設16から打ち上げられた。 Twitterでフォローします。

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完全に再利用可能なロケットの開発を目指す企業であるリラティビティ・スペースは、水曜の夜、初の使い捨てメタン燃料ブースターをケープカナベラルから打ち上げ、この種のものとしては初の3Dプリント構造のロケットの強度を実証することに成功したが、到達には至らなかった。試験飛行の第2ステージで故障が発生した後、軌道を周回しました。

テラン 1 と呼ばれるこの 2 段ロケットは、主に 3D プリンティングで製造された初の軌道級打ち上げロケットであり、このサイズでメタンを燃料として使用する初の米国製打ち上げロケットです。 水曜夜のテラン1号の初飛行の初期段階は計画通りに進んだように見え、打ち上げから約3分後に第2段階が点火する予定だったまで、問題は報告されなかった。

上段のイオンエンジンは、ロケットを時速約17,000マイルの軌道速度まで加速するために5分間点火することになっていた。 しかし、第2ステージのカメラにはエンジンからの断続的な炎が映っており、フル推力まで出力されていないように見えた。 Relativityの試験飛行のライブウェブキャストでの速度測定値によると、ロケットは最高速度約4,600マイル（時速7,400キロメートル）に達し、その後宇宙へ一時的に上昇しながら減速し始めた。

Relativityの立ち上げディレクターであるクレイ・ウォーカー氏は、ミッション開始約5分後の発表で第2ステージに異常があったことを認めた。

Relativity SpaceのTerran 1ロケットの上段エンジンは、今夜の試験飛行で点火直後にスパッタリングしたように見えた

同社は上段に異常があることを確認し、テラン1号は初めての打ち上げでは軌道に到達しないだろうhttps://t.co/5SAWJ1O3G3 pic.twitter.com/SJiMpYQmOZ

— Spaceflight Now (@SpaceflightNow) 2023 年 3 月 23 日

テラン 1 ロケットの最初の試験飛行には衛星はありませんでした。 ロケットの破片はケープカナベラルの東約400マイルの大西洋に落下した可能性がある。

2015年に設立されたカリフォルニアに本拠を置く新興企業Relativity Spaceは、テラン1号の試験飛行前に、試験飛行の主な目的の1つは、3Dプリントロケットが打ち上げ時の極度の振動や力に耐えられることを実証することであったと述べた。 Max-Q、または最大空気力学的圧力として知られる飛行段階。 水曜日の夜のテラン1号試験飛行で収集されたデータは、レラティビティ社の将来のロケットであるテランRという完全に再利用可能な発射装置の開発に役立つと同社は述べた。

「初の打ち上げはいつもエキサイティングなもので、今日の飛行も例外ではありませんでした」とレラティビティ・スペースの試験・打ち上げ担当技術プログラムマネージャーのアルワ・ティザニ・ケリー氏は語った。 「軌道には到達しませんでしたが、この最初の打ち上げの重要な目標を大幅に上回りました。その目標は、飛行で最も要求の厳しいフェーズの 1 つである Max-Q でデータを収集し、ステージ分離を達成することでした。今日の飛行データは、テラン R を含むロケットのさらなる改良を目指す私たちのチームにとって、非常に貴重な存在です。」

テラン 1 の最初の打ち上げ前の地上試験では、3D プリントされたロケットが、アルミニウム、炭素繊維、ステンレス鋼などの従来の材料で作られた打ち上げロケットと同様の力に耐えられることが示されました。 水曜日の飛行試験では、それらの発見が裏付けられたようだ。

Twitterに投稿した声明の中で、Relativityは、Max-QによるTerran 1ロケットの生存は「当社の新しい積層造形アプローチの最大の証明点」であると述べた。

「今日は多くの歴史的初があり、大きな勝利だ」と相対性理論は語った。 「また、メインエンジンの停止と段階の分離も進みました。飛行データを評価し、今後数日間にわたって最新情報を公開する予定です。」

これは、東部夏時間午後 11 時 25 分 (協定世界時 3 時 25 分) にケープカナベラルから発射された Relativity Space の最初の Terran 1 ロケットのリプレイです。

メタンを燃料とする 3D プリントされたロケットは、9 基のメインエンジンによって宇宙空間に上昇しましたが、上段の故障により軌道に到達することができませんでした。 https://t.co/5SAWJ1O3G3 pic.twitter.com/YoK79nmM5C

— Spaceflight Now (@SpaceflightNow) 2023 年 3 月 23 日

Relativity の最初のテラン 1 ロケットは、今月初めに 2 回のカウントダウンを行った後、水曜日東部夏時間午後 11 時 25 分 (協定世界時木曜午前 3 時 25 分) にケープカナベラル宇宙軍基地の発射施設 16 から打ち上げられました。

高さ110フィート（33.5メートル）のテラン1号ロケットの打ち上げは、水曜日の夜、上空の強風と大西洋の発射危険区域にボートが進入したため、1時間半近く遅れた。 しかし、これらの問題が解決されたため、Relativity の打ち上げチームはカウントダウンを受け取り、打ち上げシーケンスの制御をコンピューターに引き渡す前に一連の最終チェックを実施しました。

Relativity が設計・製造した 9 基のメタン燃料イオン 1 エンジンは、打ち上げの 6 秒前に点火し、フルパワーまでスロットルして、207,000 ポンドの推力を生み出しました。 最後の 1 秒間の健康チェックの後、ロケットのコンピューターはホールドダウン拘束を解除するコマンドを出し、テラン 1 は相対性理論の発射台から上昇しました。

テラン 1 が大気圏に急上昇すると、9 基のメイン エンジンが青みがかった排気炎を生成し、ミッション開始から約 1 分で音速を超えるまでケープカナベラルから東に進路をとりました。 次の重要なテストは、ロケットが Max-Q に達する T+プラス 80 秒で行われました。

第 1 段のイオン 1 エンジンは T+plus 2 分 40 秒で停止し、その直後に第 1 段ブースターが解放されました。 その後、上段がエンジンに点火してテラン 1 ロケットを軌道速度まで加速させることになっていました。

しかしロケットの速度は低下し始め、相対性理論は試験飛行の早期終了を宣言した。

テラン 1 ロケットは、1 トンを超える貨物を地球低軌道に運ぶように設計されています。 このロケットは小型から中型の衛星の商業打ち上げ市場をターゲットにしており、相対性理論はここ数年で稼働を始めた民間開発の小型衛星打ち上げ会社の一つとなっている。

Relativity Space は、3 月 11 日の 2 回目の打ち上げ試行でテラン 1 ロケットの打ち上げから 0.5 秒以内に成功しました。

同社によると、打ち上げのわずか0.5秒前にコンピューターが問題を検出すると、カウントダウンは自動的に中止されたという。 地上チームは不具合を修正するために新しいソフトウェアをロケットにアップリンクし、その後、3月11日の打ち上げ枠の後半にテラン1号ロケットの打ち上げを再試行した。しかし、コンピューターが空気圧がわずかに低いことを検出したため、カウントダウンは再びTマイナス45秒で停止した。第二段メタン燃料タンク。

地上システムの問題によりロケットの極低温液体酸素が適切な温度を読み取ることができなくなり、技術者らは3月8日に前回の打ち上げの試みを中止した。

ソフトウェアの微調整とカウントダウンシーケンスのわずかな変更を経て、相対性理論は水曜日の夜に再試行する準備が整いました。

もしテラン1ロケットが水曜日の夜に何事もなく8分間の飛行を完了していれば、ロケットの打ち上げを計画しているユナイテッド・ローンチ・アライアンスのバルカンとスペースXのスターシップというより大型のロケット2機を破り、史上初のメタン燃料を燃料とする打ち上げロケットとして軌道に到達したことになるだろう。今後数週間または数か月以内に最初の本格的な試験飛行が行われる予定です。

Relativity Spaceの共同創設者兼最高経営責任者（CEO）のティム・エリス氏は、メタンは「特に再利用可能なロケットにとって、将来の推進剤の選択肢」であると述べた。

メタンは、SpaceX の Falcon 9 ロケット、ロシアの Soyuz 発射機、ULA の Atlas 5 で使用されている灯油よりも効率的な燃料です。また、灯油よりもクリーンに燃焼し、エンジン内に残留物が少なく、ミッション間の改修や再利用が容易です。

最初のテラン 1 号が発射台を離れる前に、相対性理論社はテラン R と呼ばれる完全に再利用可能な大型ロケットの開発を開始した。同社によれば、このロケットは「地球と月との間のミッションが可能なポイントツーポイントの宇宙貨物船」になるという。火星。"

テラン R の崇高な野心にもかかわらず、より控えめなテラン 1 ロケットの最初の試験飛行は、ブルー・オリジンとスペースXで短期間エンジニアとして働いた大学の同級生であるエリスとジョーダン・ヌーンによって2015年に設立された会社、相対性理論にとって大きなマイルストーンとなった。 。 32歳のエリス氏はRelativity社の最高経営責任者（CEO）だが、30歳のヌーン氏は2020年に同社の最高技術責任者を辞任した。

同社は現在約1,000人の従業員を擁し、カリフォルニア州ロングビーチに100万平方フィートの本社と工場を構え、億万長者のマーク・キューバンからの初期投資50万ドルを含む13億ドルのベンチャーキャピタルと株式資金調達を誇っている。 2021年、ロケット打ち上げ前の同社の評価額は42億ドルに達した。

Relativity の収益運営担当副社長である Josh Brost 氏は、Terran 1 の打ち上げ前に Spaceflight Now に対し、最初の試行で軌道に乗ることが同社の「成功を決定する」わけではないと語った。

ブロスト氏はインタビューで、「打ち上げ時に起こる可能性のあることは他にもたくさんあるが、それでも我々にとっては非常に成功したと考えられるだろう」と語った。

ブロスト氏は、テラン 1 号の最初の打ち上げで Max-Q を通過できれば、「3D プリントされたロケットが、こうした打ち上げ環境に挑戦するという任務を実際に遂行していることを、私たちだけでなく世界に示すことになる」と語った。

テラン 1 ロケットは、最大 2,755 ポンドまたは 1,250 キログラムの貨物を低高度軌道に運ぶことができます。 これは、ロケットラボのエレクトロンロケットなど、他の商用小型衛星打ち上げ機よりも大幅に多い。 Relativity によると、Terran 1 ロケットによる専用打ち上げを 1,200 万ドルで販売しているが、これは小型の Rocket Lab ロケットによる飛行の価格の約 2 倍である。

Relativity Space は、Terran 1 ロケットを開発し、Aeon ロケット エンジンをゼロから設計しただけでなく、4 世代の 3D プリンターを導入し、それぞれにより多くのロケット コンポーネントをより迅速かつ低コストで構築できるようになりました。

テラン 1 ロケットの 20,458 ポンド (9,280 キログラム) の構造質量の約 85% は、イオン エンジンを含め、3D プリンティング技術で製造されました。 3D プリンティングにより、Relativity は従来の方法で製造される打ち上げロケットに比べて 100 倍少ない部品でロケットを製造できると同社は述べています。

Relativity は、独自のアルミニウム合金を使用して、Terran 1 ロケットの主要構造と推進剤タンクを 3D プリンターで製造しました。 エンジンのスラスト チャンバー、インジェクター、ターボ ポンプ、反応制御スラスター、加圧システムも 3D プリンティング技術に依存しています。 ブロスト氏によると、航空電子機器やフライトコンピューターなどの他の部品は従来の方法で製造されていたという。

同社の広報担当者は、ケープカナベラルとミシシッピ州のNASAステニス宇宙センターの試験台での大規模なロケット試験により、当初のように第1段の全期間にわたる試験発射が完了しなかったにもかかわらず、関係者らはテラン1号の打ち上げを進める十分な自信を得たと述べた。計画された。 エンジンと、自家生成ガスを使用して推進剤タンク内の圧力を維持するテラン 1 の自生加圧システムは、最近の地上試験で良好に動作した、と相対性理論は述べた。

「私たちは学習率を最大化するために、できるだけ早くパッドに着くことを非常に意識していました」とブロスト氏は語った。

全体として、Relativity は、ステニス宇宙センターの燃焼スタンドでのエンジン認定および受け入れテスト中に、10,900 秒の実行時間で 191 回のイオン 1 ホットファイア テストを完了しました。

宇宙での発射に最適化された単一の「Aeon Vac」エンジンを搭載したテラン 1 ロケットの第 2 段は、試験飛行で実行される燃焼をシミュレートする完全な「ミッション デューティ サイクル」を完了しました。 Relativity は、Terran 1 ロケットの第 1 段と第 2 段の構造負荷試験と、段分離やその他の「飛行に不可欠な」機構の機能試験も完了しました。

また、相対性理論はテラン 1 号の第 2 段の「ミッション デューティ サイクル」テストをミシシッピ州で完了し、その後打ち上げ準備のためにフロリダに輸送しました。 ミッションのデューティサイクルは、飛行中に経験するものと一致するテストシーケンスを通じて、エンジンを含む上段全体を実行しました。

テラン 1 ロケットの出発点である発射施設 16 は、かつてタイタンやパーシングのミサイル試験や、NASA のアポロサービスモジュールエンジンの発射試験に使用されていた、ケープカナベラルにある長年休眠中の施設です。 発射施設16は1988年に最後に打ち上げに使用され、ユナイテッド・ローンチ・アライアンスのデルタ4発射台の南、スペースXのロケット着陸帯の北、ケープ・カナベラルの歴史的な「ミサイル列」に位置している。

2016年に発射施設16の使用について軍の承認を得たと発表した後、相対性理論はロケット加工格納庫を建設し、避雷塔を建設し、推進剤貯蔵タンクを現場に設置した。

Relativity は、最終的な統合とテストのために昨年 6 月にテラン 1 ロケットをケープカナベラルに納品しました。

水曜夜の打ち上げ後のケープカナベラルからの真東軌道は、フロリダ宇宙港と同じ緯度である赤道に対して28.5度傾斜した低高度軌道にテラン1号ロケットを投入することを目的としていた。

テラン1号ロケットが水曜夜のミッションでテストしなかったものの1つは、ペイロードフェアリング、つまりロケットが最初に大気圏を上昇する際に衛星を保護し、宇宙に到達した後に投棄してペイロードを露出させるエアロシェルだった。 Relativity の最初のテスト飛行で使用されたテラン 1 には、ロケットから分離するように設計されていない空力ノーズ コーンがありました。

数年前に印刷された相対性理論の最初の実験記事の1つである幅6インチの金属リングが、トークンペイロードとしてテラン1号のノーズコーンの内側に乗っていた。

テラン1号の最初の試験飛行でペイロードフェアリングの飛行を見送る決定は、同社が軌道に到達するために機能しなければならないロケットの部分に焦点を当て続けることを確実にするためだけだったとブロスト氏は語った。

「新型ロケットがどのように失敗するかを見ると、システムがトラブルに見舞われるさまざまな失敗モードが存在する」とブロスト氏は打ち上げ前のインタビューで語った。 「これらは私たちが本当に力を入れているところです。

「そのため、システムが最高の性能を発揮できることを確認するために、膨大な量の推進試験と、かなりの量の地上でのハードウェアインザループアビオニクス試験、および完全なエンドツーエンドの構造試験に私たちは力を入れています。」軌道に乗るまでずっと続けており、今後システムを改善するために使用できる大量のデータを収集する最良の機会を与えてくれます」とブロスト氏は打ち上げ前にSpaceflight Nowに語った。

Relativity は、ケープカナベラルからの 2 回目のテラン 1 ミッションで小型衛星のクラスターを飛行させる打ち上げ契約を NASA と結んでいます。 同社はまた、同社が計画している低軌道インターネット衛星群用の衛星を打ち上げる契約を Telesat と結んでいる。 そしてイリジウムは、相対性理論のロケットで音声およびデータ中継衛星を打ち上げるという長期契約を結んでいる。

イリジウムは昨年、残り6基の予備「イリジウム・ネクスト」衛星のうち5基の打ち上げを、レラティビティ社のテラン1ロケットによる複数の専用飛行から、今年後半に1基のスペースXファルコン9ロケットによるライドシェアミッションに移行した。 イリジウムの広報担当者は、「まだ地上予備が1基残っており、将来テラン1号で打ち上げられる可能性がある」と述べた。

しかし、イリジウム社は、レラティビティとの契約には、テランRのような打ち上げ会社の将来のシステムを使用する条項が含まれていると述べている。ワンウェブはまた、テランRロケットで第2世代ブロードバンド衛星を飛行させるための複数回打ち上げ契約にも署名している。 そして、インパルス・スペースと呼ばれる別の新興宇宙企業は、相対性理論のテランRの支援を受けてロボット着陸船を火星に送る計画を昨年発表した。

Relativity は、10 社の顧客との契約残高が 16 億 5,000 万ドル以上あると述べています。 バックログの大部分は、より大型の再利用可能なテラン R で打ち上げられるミッションのためのもので、相対性理論によれば、このテラン R は 2024 年末までに初めて打ち上げられる可能性がある。テラン 1 と同様に、テラン R は 3D プリンティング技術で製造される予定である。メタン燃料を使用し、ケープカナベラルの発射施設16から宇宙に向けて出発する。

テラン 1 の初打ち上げ前夜に投稿された Twitter スレッドの中で、エリス氏は、相対性理論がその取り組みをテラン R の開発に移すことに熱心であることを示唆した。

「このペイロードクラスでは大規模な打ち上げ不足が進行しており、中重量物リフトが残り10年間で最大の市場機会であることは明らかだ」とエリス氏は述べた。

SpaceX の巨大な Starship ロケットの小型版に似た Terran R は、高さ 216 フィート (66 メートル)、直径 16 フィート (5 メートル) です。

相対性理論によると、再利用可能なモードで飛行するテラン R ロケットは、20 メートルトン、つまり 44,000 ポンドのペイロードを地球低軌道に運ぶことができます。 RelativityがTerran Rを使い捨てロケットとして飛行させれば、ペイロード容量は増加する可能性がある。

Terran R の第 1 段には、それぞれ 302,000 ポンドの推力を発揮する 7 基の再利用可能な 3D プリントされたAeon R エンジンが搭載され、組み合わせてフルスロットルで 210 万ポンドの推力を生成します。 テラン R セカンド ステージには、Aeon Vac エンジンが 1 基搭載されます。

Rocket Lab や Firefly Aerospace など、当初は小型衛星打ち上げ装置を開発していた他の新しい商業打ち上げプロバイダーも、より大型ロケットに軸足を移しつつあります。 Rocket Lab は部分的に再利用可能な Neutron ロケットを開発しており、Firefly は中型打ち上げロケットを開発するための Northrop Grumman との提携の初期段階にあります。

エリス氏は、リラティビティ社はテラン1の試験と飛行を続けるか、それともテランRに移行するかについて顧客に指針を求めるとツイートした。

エリス氏はテラン１号の試験飛行前に、「われわれの顧客こそがわれわれの決定を下す陪審となるだろう」と語った。 「Max-Qで機体の構造的完全性が証明されれば、彼らは今回の打ち上げが成功したとみなすかもしれないが、ステージの分離や第2ステージのエンジン点火など、飛行の後の段階にも注目しているかもしれない。」

「最初のテラン1号の打ち上げで、ロケットの打ち上げではよくある問題、つまり添加剤関連の問題ではなくロケット科学の問題に遭遇した場合、私たちはそれらの顧客に意見を求めるつもりです」とエリス氏は語った。 「彼らは、この車両の問題を解決するために、さらに多くのテラン 1 を生産する道を私たちに続けてもらいたいのでしょうか? それとも、彼らが実際に最も興味を持っている車両、テラン R の残りのロケット科学の問題を私たちが解決することを望んでいますか?」 ？」

Terran 1 は「Terran R に直接適用できる開発技術を開発するための素晴らしい学習プラットフォームであり、次の偉大な打ち上げ会社になるための競争で我々が先を行っているという大きな自信を与えてくれます」とエリス氏は語った。

ロケット：テラン 1

ペイロード： 「幸運を、楽しんでください」テスト飛行。 顧客のペイロードがない

立ち上げサイト:LC-16、フロリダ州ケープカナベラル宇宙軍基地

発売日:2023年3月22日・23日

打ち上げ時間:3月22日午後11時25分（東部夏時間）（3月23日0325UTC）

天気予報：95% の確率で天候は良好です

ブースター回復:なし

発射方位:東

目標軌道:124 マイル×130 マイル (365 キロメートル×373 キロメートル)、傾斜角 28.5 度

発売スケジュール:

ミッション統計:

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