Robots con inteligencia artificial están imprimiendo cohetes en 3D

Relativity Space puede tener las impresoras 3D de metal más grandes del mundo, y ahora están fabricando piezas para reinventar la industria de los cohetes aquí, y en Marte.

Relativity Space es una startup que quiere combinar impresión 3D e inteligencia artificial para hacer por el cohete lo que Henry Ford hizo por el automóvil.

En la sede de Relativity en Los Ángelesencontrará cuatro de las impresoras 3D de metal más grandes del mundo, produciendo piezas de cohetes día y noche.

El último modelo de impresora patentada de la compañía, denominado Stargate, mide 9 metros de alto y tiene dos brazos robóticos masivos que sobresalen como tentáculos de la máquina.

Las impresoras Stargate fabricarán aproximadamente el 95 por ciento del primer cohete de Relativity, llamado Terran-1.

Las únicas piezas que no se imprimirán son los componentes electrónicos, los cables y un puñado de piezas móviles y juntas de goma.

Para hacer un cohete imprimible en 3D, el equipo tuvo que repensar totalmente la forma en que se diseñan los cohetes.

Como resultado, Terran-1 tendrá 100 veces menos partes que un cohete comparable.

Su motor Aeon, por ejemplo, consta de solo 100 partes, mientras que un cohete de combustible líquido típico tendría miles.

Al consolidar las piezas y optimizarlas para la impresión en 3D, Ellis dice que Relativity podrá pasar de las materias primas a la plataforma de lanzamiento en solo 60 días, en teoría.

La relatividad aún no ha ensamblado un Terran-1 completo y no espera que el cohete vuele hasta 2021 como muy pronto.

“Una prueba a gran escala será el mayor hito para que prueben esta nueva tecnología”, dice Shagun Sachdeva, analista senior de Northern Sky Research, una consultora espacial.

Luego, la compañía puede comenzar a abordar las otras preguntas sobre su enfoque, como si existe la necesidad de que surja un nuevo cohete cada 60 días.

Relativity cree que encontrará su nicho.

Completamente ensamblado, Terran-1 tendrá una altura de aproximadamente 30 metros y será capaz de entregar satélites de hasta 1.270 kg a órbita terrestre baja.

Eso lo coloca por encima de pequeños lanzadores de satélites como Electron de Rocket Lab, pero muy por debajo de la capacidad de carga de cohetes masivos como el Falcon 9 de SpaceX.

Será particularmente adecuado para transportar satélites de tamaño mediano.

Relativity no es la única compañía de cohetes que utiliza la impresión 3D: SpaceX, Blue Origin, Rocket Lab y otros también la utilizan para imprimir piezas seleccionadas.

A largo plazo, ven los cohetes impresos en 3D como la clave para transportar infraestructura crítica hacia y desde la superficie de Marte.

Estos cohetes podrían, por ejemplo, usarse para elevar experimentos científicos en órbita alrededor de Marte o devolver muestras a la Tierra.

En el corazón de la fábrica de cohetes robóticos de Relativity está Stargate, que es la impresora 3D de metal más grande del mundo.

La primera versión de Stargate mide aproximadamente 4.5 metros de alto y consta de tres brazos robóticos.

os brazos se utilizan para soldar metal, controlar el progreso de la impresora y corregir defectos.

Para imprimir un componente grande, como un tanque de combustible o un cuerpo de cohete, la impresora alimenta kilómetros de un alambre de aleación de aluminio delgado y hecho a medida a lo largo de un brazo hasta su punta, donde un arco de plasma funde el metal.

Luego, el brazo deposita el metal fundido en capas delgadas, orquestando sus movimientos de acuerdo con los patrones programados en el software de la máquina.

Mientras tanto, el cabezal de la impresora en la punta del brazo expulsa un gas no oxidante para crear una especie de “sala limpia” en el sitio de deposición.

Relativity ahora tiene una nueva versión de Stargate que puede, de una sola vez, imprimir componentes aún más grandes, como el carenado del cohete o las cámaras de combustible.

Tiene el doble de altura y solo tiene dos brazos, que pueden realizar más tareas que sus predecesores.

Ellis dijo que su próximo Stargate duplicará su tamaño una vez más, lo que eventualmente le permitirá a la compañía producir cohetes más grandes.

Las impresoras Stargate funcionan bien cuando necesita imprimir piezas grandes rápidamente, pero para piezas que requieren más precisión, como el motor del cohete, Relativity utiliza las mismas impresoras 3D de metal disponibles comercialmente que usan otras compañías aeroespaciales.

Estas impresoras utilizan una técnica de impresión diferente, en la cual un láser suelda capas de polvo de acero inoxidable ultrafino.

Ellis dice que el verdadero secreto de los cohetes de Relativity es la inteligencia artificial que le dice a la impresora qué hacer.

Antes de una impresión, Relativity ejecuta una simulación de cómo debería verse la impresión.

A medida que los brazos depositan metal, un conjunto de sensores captura datos visuales, ambientales e incluso de audio.

El software de Relativity luego compara los dos para mejorar el proceso de impresión.

“La tasa de defectos se ha reducido significativamente porque hemos podido entrenar a la impresora”, dice Ellis.

Con cada parte nueva, el algoritmo de aprendizaje automático mejora, hasta que eventualmente podrá corregir las impresiones 3D por sí mismo.

En el futuro, la impresora 3D reconocerá sus propios errores, cortando y agregando metal hasta que produzca una parte impecable.

Ellis ve esto como la clave para llevar la fabricación automatizada a otros mundos.

“Para imprimir cosas en Marte necesitas un sistema que se pueda adaptarse a condiciones muy inciertas”, dice Ellis.

“Así que estamos construyendo un marco de algoritmo que creemos que será transferible a la impresión en otros planetas”.

No todos están convencidos de que el enfoque de Relativity para la fabricación de cohetes sea el camino a seguir, al menos para las preocupaciones terrenales.

Max Haot, CEO de Launcher Space, una startup que también usa impresión 3D, dice que “todos están aprovechando la impresión 3D tan rápido como pueden” en la industria aeroespacial, en particular para los componentes del motor.

“La pregunta es si los tanques de aluminio de impresión 3D valen la pena en comparación con los métodos tradicionales de fabricación de tanques”, dice Haot.

“No lo creemos, pero veamos a dónde lo llevan”.

Relativity ya ha firmado acuerdos por valor de varios cientos de millones de dólares con varios operadores de satélites importantes, incluidos Telesat LEO y Momentus.

Pero Arjun Sethi, socio de Tribe Capital, que invirtió en Relativity, ve más que lanzar servicios en su futuro.

Lo comparó con los servicios web de Amazon en la forma en que podría proporcionar una infraestructura crítica para compañías espaciales más pequeñas.

Sachdeva, de Northern Sky Research, cree que la experiencia de Relativity en la impresión 3D aeroespacial podría tener un valor duradero más allá de sus cohetes.

“Incluso si no llegamos al punto de fabricación de cohetes completos en Marte, Relativity puede fabricar otros componentes en órbita”, dice Sachdeva.

“Ese es un desarrollo bastante grande para la industria en general”.

Aún así, los cohetes son su primer objetivo.

Hasta ahora ha estado probando su motor impreso en 3D, tanques de presión y turbobombas. Pero hay mucho más por hacer.

Una vez que tengan un cohete completo, Ellis y su equipo estarán listos para enviarlo al Launch Complex-16 en el Centro Espacial Kennedy, en Florida, donde Relativity tiene un contrato de arrendamiento de la plataforma de lanzamiento a largo plazo, junto con SpaceX, Blue Origin y United Launch Alliance.

El primer vuelo de un cohete completamente impreso en 3D será un momento importante en la exploración espacial, pero para Relativity será solo el comienzo de su largo viaje a Marte.

Fuente: Wired