بهترین راه ساخت ماهواره‌بر چیست؟ اگر شما تیم الیس (Tim Ellis) مدیر اجرایی پرتاب‌های فضایی در ریلیتیویتی اسپیس (Relativity Space) باشید قطعاً پاسخ شما این است : از پرینتر سه‌بعدی استفاده کن.
الیس، شرکت ریلیتیویتی اسپیس را به همراه جردن نون (Jordan Noone) در سال۲۰۱۵ در حالی تأسیس کرد که تا قبل از آن در شرکت بلو اوریجین (Blue Origin) مشغول به‌کار بودند. نون حتی برای ایلان ماسک (Elon Musk) در شرکت اسپیس ایکس (SpaceX) هم کار می‌کرد. هم بلو اوریجین و هم اسپیس ایکس از پرینترهای سه‌بعدی برای تولید بعضی از قطعات ماهواره‌برها استفاده می‌کردند اما اساس کار آن‌ها برای تولید، استفاده از روش‌های سنتی بود. با توجه به اینکه قطعات ساخته‌شده توسط پرینترهای سه‌بعدی، سبک‌تر و محکم‌تر بودند و پیچیدگی کمتری داشتند، الیس و نون تصمیم گرفتند از این فرصت استفاده کنند و فرایندی برای ساخت ماهواره‌برهای ارزان‌تر و همچنین تبدیل این رؤیا به حقیقت استفاده کنند.
آن‌ها ۴۰میلیون دلار سرمایه‌گذاری کردند و یک بنای ۲۰هزار فوتی در لس‌آنجلس ساختند و پس‌ازآن بر روی ساخت قطعات ماهواره‌بر با فناوری پرینتر سه‌بعدی متمرکز شدند. موتورهایی که از طریق روش‌های سنتی استاندارد ساخته می‌شوند دارای ۲۶۰۰قسمت می‌باشند اما موتوری که این شرکت ساخته تنها دارای دو بخش است. و در همین ماه گذشته یعنی مارس۲۰۱۸، شرکت یک قرارداد سی میلیون دلاری به مدت بیست سال برای استفاده اختصاصی از مجموعه ۲۵هکتاری برای آزمایش ماهواره‌بر با مرکز فضایی استنیس ناسا (NASA Stennis Space Center) امضا کرد.
چهار آزمایشی که در این مکان انجام می‌پذیرد به ریلیتیویتی اسپیس این اجازه را می‌دهد که هرسال ۳۶ماهواره‌بر بسازد.
طبق گفته‌های الیس، ۲۰۲۰ سال دستیابی به ماهواره‌بری است که به‌صورت کامل توسط پرینترهای سه‌بعدی ساخته می‌شود. او همچنین می‌گوید که در صورت ساختن چنین ماهواره‌بری می‌توان به ساخت ماهواره‌برهایی امیدوار بود که توسط پرینترهای سه‌بعدی ساخته می‌شوند و توانایی فرود بر روی مریخ رادارند.
یک محقق آمریکایی با الیس در مورد برنامه‌های او برای اسپیس ریلیتیویتی، بازاری که او برای ماهواره‌های نزدیک مدار زمین پیش‌بینی می‌کند و همچنین چشم‌انداز این شرکت برای برنامه‌های مربوط به مریخ صحبت کرده است که در ادامه این مصاحبه را می‌خوانیم.
تفاوت ریلیتیویتی با سایر شرکت‌هایی که ماهواره‌بر می‌سازند چیست؟
ریلیتیویتی در حال ایجاد فرایندی جدید برای ساخت و پرواز ماهواره‌برها است. ما تلاش می‌کنیم تا فرایند خودکار سازی را بیش‌ازپیش به‌وسیله پرینترهای سه‌بعدی انجام دهیم. پرینترهای سه‌بعدی آینده‌ی تولید محصولات هوافضایی همچون ماهواره‌برها هستند. ما درحال‌توسعه بستری برای ادغام نرم‌افزارها، یادگیری ماشینی، متالوژی و بزرگترین پرینتر در جهان هستیم که آن را استارگیت (Stargate) می‌نامیم. استارگیت می‌تواند قطعاتی با قطر ۱۰فوت و ارتفاع ۲۰فوت بسازد. همچنین می‌تواند ۲۰تا ۳۰بار سریع‌تر از سایر پرینترها کار کند. همچنین قصد داریم تا مساحت سامانه را به‌تدریج افزایش دهیم تا بتوانیم قطعات بزرگ‌تری را به‌وسیله پرینترهای سه‌بعدی تولید کنیم و ساخت قطعات را در مدت‌زمان کمتری انجام دهیم.
نمای خارجی موتور ماهواره‌بر که توسط پرینتر سه‌بعدی ساخته‌شده است.
اکنون در شرکت شما پرینت سه‌بعدی با چه سرعتی انجام می‌شود؟
به مرحله‌ای رسیده‌ایم که می‌توانیم یک ماهواره‌بر با ارتفاع ۱۰۰فوت و عرض ۷فوت را در عرض ۳۰روز پرینت بگیریم. از زمانی که قطعات را پرینت گرفتیم ۳۰روز طول می‌کشد تا قطعات را مونتاژ، آزمایش و یکپارچه سازیم و ماهواره‌بر را به پرواز دربیاوریم. ما برای ساخت ماهواره‌بر تران۱ (Terran 1) و همچنین موتور ماهواره‌بر که آن را آئون۱ (Aeon 1) نام‌گذاری کردیم از استارگیت استفاده کردیم. این دو، اساس سرویس پرتابی ما هستند که می‌توانند ماهواره‌هایی با وزن ۱۲۵۰کیلوگرم را تا مدار پایینی زمین حمل کنند. امیدوار هستیم تا آخر سال۲۰۱۸، سایت پرتابی مخصوص خود را داشته باشیم و اولین آزمایش کامل پرتاب خود را در اواخر۲۰۲۰ انجام دهیم همچنین سرویس تجاری ما در اوایل۲۰۲۱ راه‌اندازی خواهد شد.
هزینه پرتاب ماهواره‌برها چقدر است؟
پرتاب با ماهواره‌برهای ما ۱۰میلیون دلار هزینه دارد. که فضا را ازنظر هزینه برای ماهواره‌برهای بزرگی مثل سایوز روسیه (Soyuz)، وگا (Vega ) اروپا و ماهواره‌بر پولار (PSLV) هند به‌شدت رقابتی می‌سازد. بعضی از استارت‌آپ‌های دیگر مثل ماهواره‌بر الکترون (Electron) که ساخت شرکت ماهواره‌بر ساز راکت لب (Rocket Lab) می‌باشد، می‌توانند محموله‌هایی با اندازه ۱۵۰کیلوگرم را حمل کنند، اما ماهواره‌برهای ما که دو تا سه برابر از آن‌ها ارزان‌تر هستند می‌توانند در هر پرتاب چند محموله را به‌صورت یکجا حمل کنند.
به نظر می‌رسد که شما باید ماهواره‌های زیادی را ارسال کنید تا به مرحله سوددهی برسید. و بیشتر ماهواره‌ها از ۱۲۵۰کیلوگرم سنگین‌تر هستند و یا مانند کیوب‌ست‌ها بسیار سبک‌اند. آیا این‌همه تقاضا در بازار وجود دارد؟
به طور کلی، ما بازار ماهواره‌های بزگ را بیشتر از بازار ماهواره‌های کوچک میبینیم. چرا که دوربین‌های بزرگ‌تر، حس‌گرهای بزرگ‌تر و سلول‌های خورشیدی بزرگ‌تر عملکرد بهتری را نشان می‌دهند بنابر این تقاضا برای ماهواره‌های بزرگ رو به رشد خواهد بود. همچنین امروزه شاهد منظومه ماهواره‌ها هستیم که در مدار پایینی زمین برای مخابرات یا سنجش‌ازدور فعالیت می‌کنند و دارای صدها یا حتی هزاران ماهواره کوچک هستند. این‌یک تغییر بزرگ در صنعت فضایی است، حرکت از ماهواره‌های بزرگ در مدار ژئو که در حدود ۳۶۰۰۰کیلومتری است به سوی ماهواره‌هایی با اندازه متوسط در ۱۰۰۰کیلومتری زمین.
خروجی این نیاز چیست و چگونه اسپیس ریلیتیویتی این نیاز را برطرف می‌کند؟
نیاز به کاهش زمان تأخیر (Delay) در ارتباطات بخش بزرگی از این مسئله است. تللاش برای کاهش تأخیر از صدها تا ده‌ها میلی‌ثانیه باعث ایجاد جو رقابتی مابین شرکت‌ها شده است. برای مدار پایینی زمین، به تعداد بسیار زیادی ماهواره در صفحات مداری مختلف نیاز داریم تا بتوانیم پوشش کاملی داشته باشیم. برای مثال اسپیس‌ایکس قصد دارد تا از ماهواره‌برهای فالکون (Falcon) برای حمل استارلینک (Starlink)، منظومه‌ای از هزاران ماهواره، با پهنای باند بالا در سرتاسر جهان استفاده کند. و البته فالکون ممکن است نتواند این منظومه را حمل کند. بنابراین ما بر روی دو سرویس مشغول کار هستیم. اول اینکه بر روی توانایی بازگرداندن این مجموعه ماهواره‌ها با ماهواره‌برهای جدید کار می‌کنیم و دوما بر روی این موضوع کار می‌کنیم که بتوانیم تمام صفحات مداری را با ماهواره‌های ۵۰تا ۱۰۰کیلوگرم در هر پرتاب پوشش دهیم. ما می‌توانیم هردو برنامه را به‌صورت کاملاً به‌صرفه انجام دهیم. هرچند که هم‌اکنون نمی‌توانیم خیلی در مورد این برنامه‌ها صحبت کنیم اما با پیشرفت کار اطلاعات بیشتری را اعلام خواهیم کرد.
ظاهراً این مسیر برای شما بسیار طولانی خواهد بود. آیا قرارداد بیست‌ساله شما با مرکز فضایی استنیس ناسا به این معنا است که شما برای اواخر دهه۲۰۳۰ برنامه‌ریزی کرده‌اید؟
خب در حقیقت این قرارداد ۱۰ساله است که ادامه همکاری در ۱۰سال دیگر آن به ما بستگی دارد. پس در حقیقت این قرارداد ۲۰ساله است چراکه ما دوست داریم بمانیم و کار را ادامه دهیم. نکته‌ای که در طراحی‌ها و تولیدات ما وجود دارد این است که می‌توانیم مقیاس‌ها را به‌آسانی کاهش یا افزایش دهیم. بنابراین ما از این مکان برای ادامه تحقیقات و ساختن بهترین وسیله پرتابی که مورد تقاضای بازار است با این فرض که رباتیک و نرم‌افزارهای خودکار سازی در این راه به ما کمک می‌کنند، استفاده خواهیم کرد. درنهایت از تمام این ابزارها برای کمک به پروژه اسکان انسان بر روی مریخ استفاده می‌کنیم.
چرا مریخ؟ نقش شرکت شما در پروژه مریخ چیست؟
مریخ همان دلیلی است که به خاطر آن این سازمان را راه‌اندازی کردیم. ایلان ماسک و اسپیس ایکس می‌گویند: «ما می‌خواهیم به مریخ برویم و دنیای جدیدی را آغاز کنیم.» اسپیس ایکس با کمک ناسا پیشرفت کرده و نتایج درخشانی گرفته است. اما من می‌خواهم بگویم که هیچ سازمان دیگری برای حمایت از چنین هدف بزرگی پیش‌قدم نشده است و این باور ماست که باید چند صدسازمان برای رسیدن به چنین هدفی وجود داشته باشد. این همان مسئله‌ای است که ریلیتیویتی بر روی آن متمرکز است که چگونه می‌توانیم چیزی بسازیم که هم مقیاس‌پذیر و هم پایدار باشد. برای مثال، اینکه چه نوع کارخانه‌ای در مریخ نیاز دارید. می‌خواهید که سبک و به‌اندازه‌ای انعطاف‌پذیر باشد تا بتواند محصولات متنوعی را باقابلیت انعطاف‌پذیری در شرایط ناآشنا تولید کند. این‌ها تماماً مشخصات محصولاتی هستند که توسط پرینتر سه‌بعدی ساخته می‌شوند. تمام‌کارهایی که برای خودکار سازی و ساخت ماهواره‌برها و موتورها بر روی زمین انجام می‌دهیم گامی است برای درک اینکه چگونه می‌توان این کارها را در مریخ انجام داد. درنهایت، می‌خواهیم حامل‌هایی بسازیم که بتوانند به مریخ پرواز کنند و اشیایی را به زمین بازگردانند. این اتفاق نقطه عطفی در تاریخ بشریت خواهد بود که می‌تواند کسب‌وکار پررونقی بر روی زمین ایجاد کند.