[Relativity Space] Terran 1 et R

https://twitter.com/thetimellis/status/1605066435021004800

Cela peut ressembler à tous nos autres tests de moteurs mais ce n'est pas le cas... premier test de mise à feu grandeur nature de l'Aeon R ! L'objectif de l'équipe, c'était d'atteindre 35% de la poussée maximale de 268 000 lb. Ces tout nouveaux moteurs imprimés en 3D alimenteront le Terran R. L'équipe a mis les bouchées doubles pour que cela soit fait si rapidement. 

Je suis certain qu'il s'agit de l'une des réalisations les plus rapides entre la feuille blanche et le matériel testé à cette échelle de propulsion de fusée. Peut-être LE plus rapide.

Nous sommes en train de construire le premier moteur complet avec des turbopompes, et nous commencerons les tests avec les pompes l'année prochaine. Ces tests d'assemblage de la chambre de poussée nous aideront à obtenir des données sur la régénération, les injecteurs et les performances, ce qui est très important.

https://twitter.com/thetimellis/status/1605266325253017600

Pour Aeon R, faire également des progrès sur notre propre banc d'essai de moteur vertical construit et exploité par Relativity. Le rythme est très rapide car c'est nécessaire pour livrer pour tous les clients de Terran R que nous avons signé !

https://twitter.com/thetimellis/status/1606468237440712704

La chambre du moteur Aeon R a été testé à 62,5% de la poussée nominale, soit environ le double du test d'il y a quelques jours.

Tim Ellis annonce annonce que la poussé au décollage de Terran R d'environ 3 millions de livres ce qui représente 12 moteurs sur le premier étage. C'est presque le double de la Falcon 9.

J-B a écrit:
Franchement j'ai l'impression que Terran 1 servira juste de test avec seulement quelques vols pour apprendre et valider des technologies avant de passer à Terran R qui sera le vrai lanceur de la société....

Ils ont travaillé sur le moteur AERON, ainsi que sur les techniques d'impression 3D des étages/réservoirs de ce premier lanceur Terran 1.
Difficile de savoir - à ce jour - si ce lanceur aura une carrière - durable - pour lancer des CU modestes ? Il y a un marché pour de tels lancements ... mais c'est aussi là que de nombreuses start-up "se font les crocs". Il semble y avoir déjà quelques contrats de lancement signés signés avec des sociétés privées (opérateur canadien Telesat, Momentus Space, Iridium notamment) et aussi avec le ministère de la Défense US (DoD). Et les opportunités vont augmenter avec la sélection NASA pour le VADR.

https://spaceref.com/press-release/nasa-selects-relativity-space-for-venture-class-acquisition-of-dedicated-and-rideshare-vadr-mission/ a écrit:selected by NASA as one of 12 companies to provide launch services for the agency’s Venture-Class Acquisition of Dedicated and Rideshare (VADR) missions, providing new opportunities for science and technology payloads and fostering a growing U.S. commercial launch market.

Pour le Terran R ... on change de dimension.


Ils travaillent certes sur le moteur AERON R (ce que doivent pouvoir fabriquer les machines développées pour le Terran 1).
Pour le lanceur lui même (réservoirs, fuselage, ogive .....) il faudra sans doute développer de nouvelles machines pour gérer les tailles nécessaires*.
Sont-ils déjà en train de travailler sur leur conception ?
AMHA avec un tel lanceur leurs ambitions vont se tourner vers les projets lunaires (ravitaillement de la Gateway ?)
Et ils auraient été en contact avec Impulse .... pour que le Terran R lance une sonde martienne
En juillet 2022, la société américaine Impulse Space dirigée par Tom Mueller, l'ancien responsable du système de propulsion de SpaceX, qui a joué un rôle décisif dans le succès du lanceur Falcon 9, a annoncé son intention de développer une sonde spatiale martienne qui serait entièrement autofinancée et serait lancée par le lanceur lourd Terran R

* quoique en début de ce Fil (en février 2021) @DeepField écrivait (en utilisant certes le conditionnel) :

La fusée [Terran R] serait développée et construite très rapidement car elle nécessiterait les même imprimantes 3D qui fabriquent Terran-1 (avec bien sur un changement de logiciel de fabrication).

Mais pour le moment ... on n'a pas encore vu - à ma connaissance - de prototype - réalisé sur les machines existantes - présenté.

montmein69 a écrit:

J-B a écrit:
Franchement j'ai l'impression que Terran 1 servira juste de test avec seulement quelques vols pour apprendre et valider des technologies avant de passer à Terran R qui sera le vrai lanceur de la société....

Ils ont travaillé sur le moteur AERON, ainsi que sur les techniques d'impression 3D des étages/réservoirs de ce premier lanceur Terran 1.
Difficile de savoir - à ce jour - si ce lanceur aura une carrière - durable - pour lancer des CU modestes ? Il y a un marché pour de tels lancements ... mais c'est aussi là que de nombreuses start-up "se font les crocs". Il semble y avoir déjà quelques contrats de lancement signés signés avec des sociétés privées (opérateur canadien Telesat, Momentus Space, Iridium notamment) et aussi avec le ministère de la Défense US (DoD). Et les opportunités vont augmenter avec la sélection NASA pour le VADR.

https://spaceref.com/press-release/nasa-selects-relativity-space-for-venture-class-acquisition-of-dedicated-and-rideshare-vadr-mission/ a écrit:selected by NASA as one of 12 companies to provide launch services for the agency’s Venture-Class Acquisition of Dedicated and Rideshare (VADR) missions, providing new opportunities for science and technology payloads and fostering a growing U.S. commercial launch market.

Pour le Terran R ... on change de dimension.


Ils travaillent certes sur le moteur AERON R (ce que doivent pouvoir fabriquer les machines développées pour le Terran 1).
Pour le lanceur lui même (réservoirs, fuselage, ogive .....) il faudra sans doute développer de nouvelles machines pour gérer les tailles nécessaires*.
Sont-ils déjà en train de travailler sur leur conception ?
AMHA avec un tel lanceur leurs ambitions vont se tourner vers les projets lunaires (ravitaillement de la Gateway ?)
Et ils auraient été en contact avec Impulse .... pour que le Terran R lance une sonde martienne
En juillet 2022, la société américaine Impulse Space dirigée par Tom Mueller, l'ancien responsable du système de propulsion de SpaceX, qui a joué un rôle décisif dans le succès du lanceur Falcon 9, a annoncé son intention de développer une sonde spatiale martienne qui serait entièrement autofinancée et serait lancée par le lanceur lourd Terran R

* quoique en début de ce Fil (en février 2021) @DeepField écrivait (en utilisant certes le conditionnel) :

La fusée [Terran R] serait développée et construite très rapidement car elle nécessiterait les même imprimantes 3D qui fabriquent Terran-1 (avec bien sur un changement de logiciel de fabrication).

Mais pour le moment ... on n'a pas encore vu - à ma connaissance - de prototype - réalisé sur les machines existantes - présenté.

https://twitter.com/jenakuns/status/1606654351224999937

Au vu de l'interview j'ai l'impression qu'ils vont faire un tir de Terran 1 pour vérifier les données ect... Mais ensuite ils vont se concentrer sur Terran R et peut-être après en 2026 réintroduire Terran 1 si le marché le demande. Je pense qu'ils ont vu que le marché de Terran 1 est bouché entre les nombreux nouveaux entrants et les vols de covoiturages de SpaceX, il est plus intéressant de pivoter sur Terran R. (Surtout que par exemple le contrat Iridium qui était de 6 lancements n'en compte plus qu'un le reste a été déplacé chez SpaceX...)

Concernant Terran R il y a déjà du matériel en dehors du moteur en développement ( à noter que ça date déjà de plusieurs mois) :

https://twitter.com/thetimellis/status/1563197562667933698

https://twitter.com/StarshipFairing/status/1425977300995252227

Sinon en effet je pense que Terran R pourra servir pour les projets lunaires et aussi pour des objectifs vers Mars car comme SpaceX le but affiché de l'entreprise est Mars. Leur partenariat avec Impulse Space est très intéressant et j'ai le sentiment que ça ne se limitera pas à ce seul projet...

Concernant les imprimantes 3D la version 4 de Stargate est capable de produire des Terran R, voir la traduction de cet article:

https://www.metal-am.com/relativity-space-announces-4th-generation-of-its-stargate-metal-3d-printing-platform/

Relativity Space, Long Beach, Californie, États-Unis, a annoncé la dernière itération de ses machines de fabrication additive métallique Stargate de 4ème génération, la plateforme filaire de dépôt d'énergie dirigée (DED) exclusive de la société. Ces machines de fabrication additive soutiennent le développement et la production de Terran R, la fusée de Relativity fabriquée de manière additive et capable de lancer 20 000 kg en orbite terrestre basse.

Selon Relativity, sa dernière technologie de machine AM Stargate défie les contraintes de l'AM conventionnel en se déplaçant horizontalement alors qu'elle alimente plusieurs fils dans une seule tête de construction pour fabriquer de manière additive des fusées orbitales. L'entreprise développe des logiciels personnalisés et des techniques d'apprentissage automatique pour permettre à ces machines AM de fabriquer des produits métalliques plus complexes et nettement plus grands, avec une vitesse de construction et une fiabilité accrues. Les machines AM de 4ème génération de Stargate sont également censées simplifier les chaînes d'approvisionnement en matière de fabrication, car elles sont capables de fabriquer de manière additive une fusée avec 100 fois moins de pièces en quelques mois.

Les machines AM de 4ème génération Stargate serviront d'infrastructure de fabrication primaire pour la production de Terran R. À plus long terme, les machines AM de 4e génération de Stargate offrent la possibilité d'utiliser d'autres produits finis dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'aviation, de l'énergie et de la défense. À ce jour, Relativity a obtenu cinq clients pour un total de 1,2 milliard de dollars de contrats pour Terran R, dont un accord de lancement multiple avec OneWeb et une mission commerciale vers Mars avec Impulse Space.

La technologie de la machine AM de 4ème génération Stargate présenterait les avantages suivants :

-Améliorations significatives de la vitesse de construction : les machines AM Stargate de 1, 2 et 3 générations fonctionnent déjà à des vitesses bien supérieures aux normes industrielles. Les machines Stargate AM de 4ème génération améliorent leurs prédécesseurs et offrent une vitesse 7 fois supérieure à celle des machines Stargate AM de la génération précédente.

-Une orientation et un environnement de fabrication entièrement nouveaux : Capacité de construction accrue grâce à l'utilisation d'une orientation de construction horizontale ****. Les machines AM Stargate de quatrième génération suppriment les contraintes de hauteur de plafond qui peuvent affecter les machines AM verticales. Grâce à l'AM horizontal, ces machines sont capables de construire des objets de 36,5 m de long et de 7,3 m de large, ce qui représente une capacité de volume cinquante-cinq fois supérieure à celle de son prédécesseur de 3e génération. La réduction du temps et du coût de construction est soutenue par une approche intégrée de la configuration de la construction et de la préparation des plaques de construction. La réduction de l'entropie, pour une fabrication plus cohérente et plus fiable, peut être réalisée grâce à une configuration qui centralise les centres de travail autour de la plate-forme d'automatisation robotique de Stargate.

-Amélioration de la qualité de la fabrication et de l'efficacité des centres de travail : Ce résultat est obtenu grâce à une technologie de perception puissante pour la surveillance en cours de processus, qui associe la vision par ordinateur, des capteurs avancés et la télémétrie en temps réel.

-Réduction radicale du nombre de pièces, ainsi que des itérations de conception rapides : Les machines Stargate AM sont réputées pour ne pas être tributaires d'un outillage fixe à long délai d'utilisation et à forte intensité de capital.

-Production de produits aérospatiaux plus légers et plus rentables grâce à une itération rapide : Ceci est possible grâce à l'utilisation des machines Stargate et des avancées en matière de science des matériaux développées dans le laboratoire métallurgique interne de Relativity. Relativity possède des matériaux exclusifs de haute performance qui seront utilisés pour les produits fabriqués avec les machines AM de 4ème génération de Stargate.

"Les produits à grande échelle conçus pour voler seront inévitablement imprimés en 3D", a déclaré Tim Ellis, cofondateur et PDG de Relativity Space. "Plus un produit est léger, plus il est performant, et lors de l'impression 3D de ce produit, il est également plus rapide et plus rentable à produire avec chaque amélioration successive. Le taux de progression composé est élevé, et nous n'en sommes encore qu'aux premiers jours de ce que l'impression peut accomplir."

"Nous voyons l'impression 3D comme une technologie d'automatisation qui a le pouvoir de changer le rythme de l'innovation dans la fabrication, c'est pourquoi nous avons investi dans la construction de notre propre pile technologique propriétaire dès le premier jour", a commenté Ellis. "Les imprimantes Stargate sont conçues pour débloquer l'itération rapide, ce qui ouvre des possibilités d'innovation dans les produits de fabrication à grande échelle. Ce qui prendrait des années aux fabricants traditionnels de l'aérospatiale et de l'espace pour développer et construire, sera réduit à quelques mois grâce à un processus hautement adaptable, évolutif et automatisé, rendu possible par la fabrication pilotée par logiciel."

Scott Van Vliet, SVP of Software Engineering, a déclaré : "L'itération favorise l'innovation non seulement dans la conception de nos fusées, mais aussi dans nos propres imprimantes Stargate. Au cours de sa courte histoire, Relativity a fait de grands progrès dans l'évolution de sa technologie d'impression 3D de base, mais les imprimantes Stargate de 4ème génération constituent notre avancée la plus innovante à ce jour. Nous changeons fondamentalement la façon dont nos usines sont conçues et fonctionnent, et en inversant le scénario et en passant à l'horizontale, nous augmentons radicalement notre capacité d'échelle. Le fait d'être une entreprise de fabrication pilotée par logiciel nous permet de réaliser des caractéristiques de produit uniques, telles que des dômes et des pad-ups intégrés, avec une flexibilité radicale."

La majorité des composants du Terran R seront fabriqués de manière additive dans le nouveau siège de Relativity à Long Beach, baptisé The Wormhole. Les moteurs Aeon R, destinés à Terran R, continueront d'être produits dans l'autre usine de la société à Long Beach, The Portal. The Wormhole, une ancienne usine de fabrication de Boeing C-17, a été sécurisée par Relativity pour devenir son nouveau siège social en 2021.

Actuellement opérationnelle à 33 %, l'usine dispose de plusieurs machines AM de 4ème génération Stargate en ligne et plus d'une douzaine de machines AM devraient produire des composants Terran R dans les mois à venir. À pleine capacité, chaque machine AM de 4ème génération est capable de produire 4 fusées Terran R par an. La construction du reste du vortex se poursuivra par phases, avec la mise en ligne d'autres imprimantes et l'installation de nouvelles équipes au siège de la société, au fur et à mesure que la production de Terran R augmentera.

La première construction du moteur Aeon R est en voie d'achèvement, la préparation de l'équipe a été impressionnante et le processus s'est déroulé sans heurts. Ce sera également l'article sur les tests du powerpack. Les premières mises à feu statitiques du moteur complet seront sur le second moteur construit, cette chose est une bête ! Et le moteur Block 2 est déjà en développement.

*Ce n'est pas la vraie tuyère, juste une maquette. La vraie est refroidie par régénération et beaucoup plus grande étant donné la pression élevée de la chambre.

https://twitter.com/thetimellis/status/1625998241346260992

https://twitter.com/mathsurmars/status/1628449674448326656

https://twitter.com/relativityspace/status/1634289620329418793

Premier Aeron R assemblé.

Nouveau design de la Terran R.
Une configuration de moteurs très inhabituelle ! Il a maintenant une configuration 3x3 de type F9 V1 avec quatre moteurs "extérieurs". Les rendus précédents montraient 7 moteurs, mais cette itération en a 13. Cela implique une poussée maximale au décollage de 1520 tonnes (3.35M lbf) - environ 2/3 de la puissance de Falcon Heavy.

L'étage supérieur a l'air de pouvoir être consommé, ce qui pourrait signifier que Relativity n'essaiera pas de développer un étage supérieur récupérable pour les premiers lancements. Si c'est le cas, ce n'est pas du tout surprenant.

D'un autre côté, un Terran R partiellement consommable avec une poussée au décollage de ~3.4M lbf serait une bête - probablement ~30 tonnes vers LEO avec récupération du booster.

Cela pourrait même être plus ! Par exemple, le New Glenn partiellement réutilisable de Blue Origin devrait lancer jusqu'à 45 tonnes vers l'orbite terrestre basse avec une poussée de 3,85 millions de livres au décollage. NG a un étage supérieur hydrolox, donc pas 1:1, mais 30-35 tonnes semblent probables pour un Terran R avec un étage supérieur consommable.

https://twitter.com/13ericralph31/status/1634651594922029056

J-B a écrit:
Nouveau design de la Terran R.
Une configuration de moteurs très inhabituelle ! Il a maintenant une configuration 3x3 de type F9 V1 avec quatre moteurs "extérieurs".

Pour être précis, c'était la configuration de la Falcon 9 v1.0 (la toute première), abandonnée avec l'évolution v1.1 (la seconde).

Grosse évolution chez Relativity Space:
https://www.cnbc.com/2023/04/12/relativity-all-in-on-terran-r-rocket-shifting-3d-printing-approach.html
https://arstechnica.com/science/2023/04/relativity-space-is-moving-on-from-the-terran-1-rocket-to-something-much-bigger/


- Terran 1 serait abandonnée dès maintenant pour mettre tous les efforts sur Terran-R.
- Terran-R ne serait plus entièrement réutilisable. Le second étage deviendrait consommable. La raison évoquée est que la perte de performance liée à un second étage étage réutilisable ne se justifie pas d'un point de vue économique pour le moment.
- L'entreprise ambitionne toujours de faire un second étage réutilisable, mais plus tard (pas de date annoncée).
- Ce changement de design report la date prévisionnelle d'arrivée de Terran-R à 2026.
- Relativity mise toujours à fond sur l'impression 3D.
- La nouvelle version de Terran-R est annoncée à 23,5 tonnes de CU en LEO si le premier étage est récupéré. Elle atteindrait 33,5 tonnes si entièrement consommée. En gros, elle devient une grosse Falcon 9.
- Relativity aurait suffisamment de ressources financières: 1,3 Md$ de trésorerie, une valorisation estimée a 4,2 Md$ et un caret de commande de 1,6 Md$ réparti entre 7 clients.
- Un nouveau moteur, Aeron-R, a été présenté (environ 120 tonnes de poussée, fonctionne au LOX-LNG). 13 sont prévus sur le premier étage.
 - La fusée ferait 90 m de haut et 6 de large avec une poussée de plus de 1 600 tonnes. 

La nouvelle apparence de Terran-R:

Relativity s'éloigne d'une approche de fabrication additive de l'ensemble de la fusée Terran R. M. Ellis a déclaré que la fusée Terran R serait toujours une "fusée imprimée en 3D", mais que les premières versions (au moins) utiliseraient des fûts à section droite en alliage d'aluminium. Cela est nécessaire, selon lui, pour répondre à la "demande écrasante du marché" pour un véhicule de cette taille.

Au vu de ce passage, ils s'éloignent un peu de la fabrication en 3D du moins au départ.

J-B a écrit:Relativity s'éloigne d'une approche de fabrication additive de l'ensemble de la fusée Terran R. M. Ellis a déclaré que la fusée Terran R serait toujours une "fusée imprimée en 3D", mais que les premières versions (au moins) utiliseraient des fûts à section droite en alliage d'aluminium. Cela est nécessaire, selon lui, pour répondre à la "demande écrasante du marché" pour un véhicule de cette taille.

Au vu de ce passage, ils s'éloignent un peu de la fabrication en 3D du moins au départ.

Faut dire que l'impression 3D est intéressante pour les pièces complexes aux formes alambiquées.
En revanche pour de grands cylindres comme les réservoirs, c'est plus discutable.

Cela ressemble fort à une F9 sous stéroïdes !

Ils ont testé au banc le premier moteur AEON R à 100% de sa poussée pendant 25 secondes. Ca décoiffe !
Il en faudra 13 pour propulser le 1er étage de Terran R.

Relativity Space et Intelsat ont signé un accord portant sur plusieurs lancements à partir de 2026.

https://www.relativityspace.com/press-release/2023/10/9/relativity-space-and-intelsat-sign-multi-launch-agreement-for-terran-r

10 secondes de mise à feu à 70% de puissance, ce qui était m'objectif de départ. Aeon R semble en bonne condition après le test.

2 jours après la première mise à feu, Relativity Space réalise une mise à feu de 143 secondes à 70% de puissance soit la durée d'un vol complet. C'est vraiment impressionnant!

Relativity Space fournit des détails et images sur la conception des turbopompes des moteurs Aeon R et les tests performés dessus à Long Beach ; celui dédié au LNG possède un rythme de rotation d'environ 24000 tours par minute et celui dédié au LOX 17000 tours par minutes :

Test de Aeon R à 100% de puissance pendant 180 secondes (durée de vol).

Relativity montre la coiffe de la Terran R, visiblement faite par Beyond Gravity en suisse. Et visiblement très proche de la coiffe d'une Ariane 64.

Comparaison coiffe A64:



Edit: D'après le Journaliste Daniel Chretien, si ca ressemble à des coiffes d'A64, c'est parce que ça en est!
https://x.com/Astro_Danyboy/status/1828919478379258183
https://x.com/SwissAmbTHA/status/1810994184695992718

Curieux. La Terran R aurait elle une Coiffe d'Ariane 64, tout comme certaines Titans avaient des coiffes d'Ariane 4?

Entre temps, Relativity a rapidement mis à jour leur site web pour agrandir leur coiffe jusqu'à la taille de la coiffe d'A64 et ont aussi enlevé la comparaison avec Ariane 62, de plus on peut voir que la coiffe qu'ils ont montré était originellement destinée à l'Ariane 6.





Avant:



Terran R utiliserait donc des coiffes Ariane 6, au moins le même moule.

Une autre façon plus directe de présenter les choses est peut-être de dire que si le programme de développement d’Ariane 6 n’avait pas pris autant de retard, Ariane 6 ne se serait pas fait « piquer » ses coiffes par Relativity Space.

PierredeSedna a écrit:Une autre façon plus directe de présenter les choses est peut-être de dire que si le programme de développement d’Ariane 6 n’avait pas pris autant de retard, Ariane 6 ne se serait pas fait « piquer » ses coiffes par Relativity Space.

Effectivement, ces coiffes ont du être produite en vu d'un premier lancement en 2020, et comme depuis Arianespace a perdu quelques contrats qui aurait du utiliser l'Ariane 64... Beyond Gravity doit avoir quelques paires en stock.

Interview de Tim Ellis pour Eric Berger, on apprend principalement que l'impression 3D sera beaucoup moins utilisée que prévu. Relativity Space a bien utilisé un carénage prévu pour Ariane 6 à la base. D'autres pièces sont suceptibles d'être achetés auprès de fournisseurs européens, le diamètre va être réduit à 5.4 mètres au lieu de 5.5 mètres. 

Tim Ellis explique que c'est lié à la demande importante de ces clients et qu'ils doivent donc prendre des décisions pour lancer le plus vite possible. Selon une des sources de E.Berger, l'un des clients est Amazon pour la constellation Kuiper. Du côté des bonnes nouvelles, le développement du moteur se déroule bien avec de nombreux essais et le financement n'est pas un problème pour l'instant.

Selon l'article de bloomberg, Relativity Space est en difficulté pour lever des capitaux ce qui n'est jamais bon signe...