Trois jours avant le départ des astronautes sur Apollo 8, le tout premier vol autour de la Lune, le chef de la sécurité de la NASA, Jerome Lederer, a prononcé un discours à la fois rassurant et glaçant. Oui, a-t-il dit, le programme lunaire américain était sûr et bien planifié, mais même ainsi, “Apollo 8 a 5 600 000 pièces et un million et demi de systèmes, sous-systèmes et assemblages. Même si tout fonctionnait avec une fiabilité de 99,9 %, nous pourrions nous attendre à 5 600 défauts.
La mission, en décembre 1968, était presque sans faute – un prélude à l’atterrissage d’Apollo 11 l’été suivant. Mais aujourd’hui encore, un demi-siècle plus tard, les ingénieurs se débattent avec la complexité des machines qu’ils construisent pour aller dans l’espace. Artemis I de la NASA, sa fusée Space Launch System mandatée par le Congrès en 2010, a subi une foule de retards avant son lancement final en novembre 2022. Et SpaceX d’Elon Musk peut être loué pour son sens aigu de l’ingénierie, mais il a lutté pendant six ans avant son premier vol en orbite réussi.
Relativity envisage un jour des installations d’impression 3D sur la surface martienne, fabriquant une grande partie de ce dont les habitants de la Terre auraient besoin pour y vivre.
Existe-t-il un meilleur moyen? Une entreprise parvenue appelée Relativity Space est sur le point d’en essayer un. Sa fusée Terran 1, dit-il, contient environ un dixième de pièces en moins que les lanceurs comparables, car elle est fabriquée par impression 3D. Au lieu de plier le métal, de le fraiser et de le souder, les ingénieurs programment un robot pour déposer des couches d’alliage métallique sur place.
La première fusée de Relativity, selon la société, est prête à partir du complexe de lancement 16 à Cap Canaveral en Floride. Lorsque cela se produira, peut-être plus tard ce mois-ci, la société annonce qu’elle diffusera le décollage sur YouTube.
Concept d’artiste de la fusée Terran R prévue par Relativity. La société affirme qu’elle devrait être en mesure de transporter une charge utile de 20 000 kg en orbite terrestre basse.Relativité
“Plus de 85% de la masse de la fusée est imprimée en 3D”, a déclaré Scott Van Vliet, responsable de l’ingénierie logicielle chez Relativity. “Et ce qui est vraiment cool, c’est non seulement que nous réduisons la quantité de pièces et de main-d’œuvre nécessaires à la construction de l’un de ces véhicules au fil du temps, mais nous réduisons également la complexité, nous réduisons les risques d’échec lorsque vous réduisez la pièce compter, et vous rationalisez le processus de construction.
La relativité dit qu’elle peut assembler une fusée Terran en deux mois, contre deux ans pour certaines fusées de construction conventionnelle. La vitesse et le coût de fabrication d’un prototype, par exemple pour des essais en soufflerie, sont réduits parce que vous dites à l’imprimeur de faire un modèle réduit. Il y a moins de déchets car le procédé est additif. Et si quelque chose doit être modifié, vous reprogrammez l’imprimante 3D au lieu d’un réoutillage lent et coûteux.
Les investisseurs l’ont remarqué. La société affirme que les bailleurs de fonds ont inclus BlackRock, Y Combinator et l’entrepreneur Marc Cubain.
“Si vous entrez dans une usine de fusées autre que la nôtre aujourd’hui”, a déclaré Josh Brost, responsable du développement commercial de l’entreprise, “vous verrez toujours des centaines de milliers de pièces provenant de milliers de fournisseurs, et toujours assemblées en utilisant beaucoup de main-d’œuvre tactile. et beaucoup d’outils de gros correctifs.
Timelapse du cône de nez de Terran 1Découvrez ce timelapse de notre construction de cône de nez pour Terran 1. Cette étape marque la première fois que nous avons créé cette forme unique …
Terran 1, évalué comme capable de mettre une charge utile de 1 250 kg en orbite terrestre basse, est principalement destiné à servir de banc d’essai. Relativity a engagé une variété de futurs clients pour les lancements de satellites, mais le premier Terran 1 (“Terran” est un mot pour terrien) ne transportera pas le satellite d’un client payant. Le premier vol a reçu le nom ludique de “Bonne chance, amusez-vous” – GLHF en abrégé. A terme, si tout se passe bien, Relativity construira des boosters plus gros, appelés Terran R, qui, espère-t-il, concurrenceront le SpaceX Falcon 9 pour des lancements allant jusqu’à 20 000 kg. Relativity dit que le Terran R devrait être entièrement réutilisable, y compris l’étage supérieur, ce que d’autres sociétés de lancement commercial n’ont pas accompli. Dans les rendus actuels, la fusée est, comme le dit la société, “inspirée par la nature”, conçue pour trancher l’atmosphère à mesure qu’elle monte et revient pour la récupération.
Un certain nombre de hauts responsables de Relativity venaient de SpaceX de Musk ou de la société spatiale de Jeff Bezos, Blue Origin, et, comme Musk, ils disent que leur vision est une présence permanente sur Mars. Brost l’appelle “l’étoile polaire à long terme pour nous”. Ils disent qu’ils peuvent imaginer un jour des installations d’impression 3D sur la surface martienne, fabriquant une grande partie de ce dont les habitants de la Terre auraient besoin pour y vivre. “Pour que cela se produise », déclare Brost, « vous devez disposer de capacités de fabrication autonomes et incroyablement flexibles ».
L’imprimante 3D Stargate de quatrième génération de Relativity.Relativité
La façon dont la relativité fera toutes ces choses est un travail en cours. Il dit que sa technologie 3D l’aidera à fonctionner de manière itérative, en trouvant les erreurs au fur et à mesure, puis en les corrigeant au fur et à mesure qu’il imprime la prochaine fusée, et la suivante, et ainsi de suite.
“Dans la fabrication traditionnelle, vous devez faire une tonne de travail en amont et faire en sorte que de nombreuses caractéristiques de conception soient réalisées bien à l’avance”, explique Van Vliet. « Vous devez investir dans des outils fixes dont la construction peut souvent prendre des années avant que vous ayez réellement développé un article pour votre lanceur. Avec l’impression 3D, la fabrication additive, nous arrivons à construire quelque chose très, très rapidement.
L’étape suivante consiste à retirer la première fusée du pad. Va-t-il réussir ? Brost dit qu’un test clé passera par max q – le point de pression dynamique maximale sur la fusée lorsqu’elle accélère dans l’atmosphère avant que l’air qui l’entoure ne s’amincit.
“Si vous regardez l’histoire, dans les nouvelles entreprises spatiales qui fabriquent de grandes fusées, il n’y en a pas une seule qui ait fait sa première fusée du premier coup. Ce serait tout un exploit si nous pouvions atteindre l’orbite lors de notre lancement inaugural », déclare Brost.
“J’ai assisté à de nombreux lancements dans ma carrière”, dit-il, “et cela ne devient jamais moins excitant ou angoissant pour moi.”
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