60天印出一支火箭,3D列印能降低太空旅行的成本嗎?
60天印出一支火箭,3D列印能降低太空旅行的成本嗎?

2016年,馬斯克在第一次介紹火星計劃的演講中提到,將人類送去探索其他星球的最大障礙,不是科技,而是成本。當時,他預計利用現有技術打造一台火星飛行器需要100億美元(約新台幣3,058億元),而SpaceX的使命是將單人單程票價控制在20萬美元(約新台幣612萬元)。

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殖民火星|SpaceX
圖/ 極客公園

既能節省進入太空的成本,又安全可靠的技術就成了必需,而3D打印,正是其中一種省錢的方法。

2015年,兩位分別來自SpaceX和藍色起源的前員工創辦了Relativity Space。他們認為,這兩家在太空領域最前沿的公司都沒有充分利用3D打印技術。其中,SpaceX利用這項技術製造了獵鷹9號的主要氧化劑閥門和龍飛船2號的Super Draco引擎。Relativity試圖用3D打印技術製造完整火箭,壓縮製造成本,吸引更多對中小型發射有需求的營運商。

就在上個月,Relativity宣布和Momentus合作,Momentus同樣也是一家擅長省錢的太空創業公司,他們使用水作為火箭的推進系統,然後打造出運載能力越來越強的「太空拖船」,為客戶提供太空船變軌服務。合作方面,Relativity負責發射Momentus的衛星,然後後者再利用「太空拖船」將自家衛星變軌到地球同步軌道(geosynchronous orbit)。這兩家公司的合作備受資本和媒體的關注,它們也正在緩緩展開一幅美好圖景——人類離探索太空,乃至殖民太空又近了一步。

60天,列印一支火箭

在宣布和Momentus簽約之前,Relativity已經和NASA以及美國空軍達成合作,並於今年4月拿下首個商業訂單,和衛星通信公司Telesat達成協議。Telesat將部署多達數百顆衛星的低地軌道(LEO)星座,讓Relativity承擔部分發射任務。Telesat此前已經和SpaceX、藍色起源等簽訂了合同,所以選擇Relativity這樣一家創業公司,也能說明後者俱備一定實力。

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「星際之門」|維基百科
圖/ 極客公園

Relativity設計了一台近兩層樓高的3D金屬打印機Stargate,它是目前世界上最大的用以製造火箭的打印機。據介紹,這台機器能在60天之內將原材料變成能上天的運載工具,這也是他們將它取名為「星際之門」的原因。

這個打印系統裝有多個打印頭,每個臂都裝有激光器,它還配備質量控制系統,包括雲模擬、先進成像和檢測傳感器等,並採用智慧學習技術。這些設計讓系統在打印完畢後能進行自動化組裝。公司正在用Stargate打印Aeon1火箭引擎,還表示20天就能製造這樣一台引擎,相比通常有數千個零件的發動機,Aeon1只有100個零件。Relativity還將打印運載火箭Terran1,如果順利,這將是目前世界上第一台完全由3D打印出來的火箭,它的零件比傳統火箭少100倍。另外,相比傳統製造所需的12到18個月,Relativity可以將製造火箭的周期控制在60天。

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Aeon 1 引擎|Relativity Space
圖/ 極客公園

Aeon1真空推力約8.8噸,是Rocket Lab的小型火箭發動機Rutherford推力的4倍,不到SpaceX獵鷹9號的Merlin1D發動機推力的十分之一。可以看出,Relativity服務的是Rocket Lab和SpaceX所覆蓋不到的市場。

至於成本,創辦人埃利斯(Tim Ellis)表示,以將1,250千克載荷送入低地軌道為例,Relativity收取1,000萬美元(約新台幣3.06億元),這只有競爭對手的三分之一。3D打印技術除了能讓發射成本降低,也能滿足客戶更靈活的定制需求,比如客戶可以根據不同的載荷調整整流罩的尺寸等。

正因為Relativity技術的快速推進,它在當地時間10月1日對外宣布完成1.4億美元(約新台幣43億元)C輪融資。埃利斯表示,在這筆融資完成後,公司已經獲得了足夠的資金以完成Terran1的研製和最終的發射工作。但同時,Terran1首飛已經從2020年底推遲到了2021年初,部分原因在於公司將2米寬的整流罩增加了3公尺,荷載容量也因此增加了一倍。

太空便車

衛星行業在過去幾年發展迅速。據分析機構BryceSpace & Technology,行業在2017年獲得了近2,700億美元(約新台幣8.3兆元)的收入,而且趨勢向好。另外,據Global Market Insights的數據,到2024年,商業衛星發射服務的市場份額將達到70億美元(約新台幣2,140元)。2018至2024年,LEO在這個市場的複合年均成長率或將達到3%,因為相比於離地更遠軌道的部署,LEO衛星的初始發射成本更低,部署時間更短,也能一次發射多星。

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Momentus設計的「太空拖船」|Momentus
圖/ 極客公園

因此,除了大型運載火箭,想要在LEO上部署衛星的營運商需要更低成本的選擇。和Relativity合作的Momentus則提供了另一種方法。具體來說,為了節省發射成本,客戶一般會讓小衛星隨大衛星一同發射,但它們並不一定能一次性部署在特定的軌道上,衛星變軌很複雜,費用高昂,而且往往辦不到。針對這種情況,Momentus想在太空中解決太空船「最後一英里」的需求。客戶可以用火箭將衛星等太空船先集中送到一個地點後,再用Momentus的「太空拖船」將太空船搬運到最終進入的軌道。

官方表示,這種「搭便車」最多可以讓整個部署便宜10倍。創辦人Mikhail Kokorich說,「希望從地球到LEO,以及從LEO到月球軌道的100-200公斤載荷的報價低於1,000萬美元」。

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自研推進系統|Golden
圖/ 極客公園

而這一趟趟便車的技術基礎,來源於Momentus自研的水等離子推進(water plasma propulsion)系統。這種發動機的工作原理是利用太陽能將水用微波加熱到太陽表面的溫度,並將過熱的氣體透過噴嘴噴出來,從而產生推力。Momentus上個月底在太空成功測試水等離子推進器。這項16個立方體衛星組成測試,首次證明利用微波電熱等離子技術,能夠實現較高比衝的推進,比目前人造衛星採用的離子推進器(氙、氪)造價低。

公司預計在今年推出Vigoride服務,最大運載為250公斤。公司還表示,將一組20多顆重達20磅的衛星分散到不同的軌道上,收取的費用大約為120萬美元(約新台幣3,670萬元)。之後還將推出運載能力更強大的「便車」。

小成本做大生意

就像馬斯克所說的,既然技術並不是人類探索太空的最大製約因素,那麼面對成本這個更大的難題,科技公司或許更應該切換思路,讓技術服務於成本控制,也從「省錢」上刺激技術的更新。

據Crunchbase數據,成立4年的Relativity總共融資1.857億美元(約新台幣5.7兆元)。而成立還沒到2年的Momentus目前已融得3,380萬美元(約新台幣10億元)的資金。前者在完成最新一輪融資時透露,公司最近已經成功打印並組裝出了完整的二級火箭,也進行了超過200次發動機熱實驗。後者也於近期證明水等離子技術的可行性和推進實力。「Momentus的推進技術正在從根本上重塑太空經濟格局。」Prime Movers實驗室創辦人Dakin Sloss這樣評價。

這些積極進展都讓這兩家公司的願景越發明晰。Relativity的聯合創辦人JordanNoone告訴美國合眾國際社,「公司創立時,我們就想在火星上列印火箭。我們希望在3D打印機可以發現那裡的金屬和任何可用材料。」埃利斯說在未來,Relativity會把打印火箭的「工廠」縮小到可能塞進火箭裡的程度,然後帶到其他星球。

Momentus在官網上展示了從2019-2022中每年要發布的運輸服務,單從運載能力來看,從250公斤,到300公斤,到4,000公斤,再到入軌地球靜止軌道(GEO)能達10,000公斤的水平。水等離子推進也將用在2022的「太空拖船」上。在未來,公司的運輸服務將觸及到從小心星到地月之間空間的運水、小行星採礦基礎設施部署和月球和火星再補給等業務。

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OneWeb 衛星星座渲染圖|OneWeb
圖/ 極客公園

但眼下,它們面前就有一塊誘人蛋糕。據TheVerge報導,目前地球軌道上有近2,000顆正在運行的衛星,但SpaceX、OneWeb等衛星網路項目可能會使這一數字增加4倍。它們將為環境監測和網路連接提供支援,同時,也能給致力於降低衛星進入太空成本的創業公司帶來商機。

責任編輯:江可萱、蕭閔云

本文授權轉載自:極客公園

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從找對市場到放大商機,中華電信 5G 加速器助阿米索拉加速成長
從找對市場到放大商機,中華電信 5G 加速器助阿米索拉加速成長

從工作、娛樂到各種智慧服務,網路早已成為現代生活不可或缺的基礎設施。而人們對行動網路的期待也不再只是「連得上」,更希望無論身處室內外場域,都能享有穩定、流暢且一致的連線體驗。尤其 AI 時代來臨,從手機到無人搬運車、機器人與各種智慧設備,對高速、穩定網路的需求只會愈來愈高。

這也讓 5G 室內覆蓋逐漸成為一塊不可忽視的市場需求。中華電信 5G 加速器團隊阿米索拉(AMOESO)看準這股趨勢,推出5G室內分散式天線系統(5G DAS),並借助中華電信長期累積的電信專業、場域資源與第一線服務經驗,重新調整產品規格、市場定位與商業模式,讓創新技術更貼近使用者需求,進而加速擴大市場版圖。

技術做到一百分,市場卻不買單:阿米索拉發現兩大營運盲點

「我們一開始推出的產品,其實充滿技術人的迷思,只顧著把技術做到極致,卻忽略了市場是否真的需要,」阿米索拉執行長邱創群笑著說,回頭來看,團隊早期主要踩到了兩個盲點。

第一是找錯目標市場。阿米索拉原本鎖定已經建置 4G 室內覆蓋設備的舊建物,推出可沿用既有設備、由 4G 無痛升級至 5G 的產品。然而,產品實際推向市場後,團隊才發現,這群客戶並沒有強烈的網路升級動機;相較之下,尚未建置室內行動網路覆蓋的商辦大樓、住宅社區與新建築,反而展現出更明確的需求。

第二則是習慣從技術角度去定義產品,而非從市場需求反推規格。由於團隊成員多為研發背景,在制定產品規格時,主要延續過去的 4G 經驗,也習慣追求更高規格、更完整的功能;然而,技術做到一百分,不代表市場就會買單。團隊後來才意識到,比追求「頂規」更重要的是,讓產品符合客戶需求、且價格負擔得起,這才是技術走向市場的關鍵。

從產品規格到商業模式,中華電信助阿米索拉打開更大市場

這兩個盲點,導致阿米索拉的市場拓展速度一直不如預期,如何跳脫研發團隊視角,真正理解客戶需要什麼、願意為什麼買單,成為團隊下一步必須突破的關卡。

加入中華電信 5G 加速器後,這道關卡開始有了突破口。邱創群表示,透過5G 加速器牽線,阿米索拉得以直接對接中華電信,從第一線電信營運商與真實市場的視角,重新檢視產品規格、市場定位與價格服務包裝,跳脫過去單從研發角度思考產品的盲點。團隊也因此重新調整產品方向,將目光從金字塔頂端客戶,轉向更廣大的新建築、中小型企業與住宅市場。

「中華電信長期服務企業客戶、建商與一般使用者,最清楚終端市場真正需要什麼,」邱創群表示。憑藉長期累積的網路規劃經驗與第一線市場洞察,中華電信協助阿米索拉重新校準產品規格,在技術效能、實際需求與價格之間找到更適切的平衡點,讓產品更貼近客戶真正的使用情境。

中華電信_阿米索拉執行長
阿米索拉執行長邱創群表示,中華電信所帶來的第一線使用者回饋意見,不僅協助阿米索拉釐清產品規格,促使團隊發展出新的商業模式。
圖/ 數位時代

更重要的是,中華電信帶來的第一線市場回饋,也讓阿米索拉看見另一個過去沒有注意到的問題:客戶不買單,不一定是沒有需求,而是導入門檻太高,無法一次負擔全部的建置費用。舉例來說,許多住宅社區都有改善地下室等公共空間行動網路覆蓋的需求,若要由管委會編列預算採購設備,不僅可能面臨預算不足的窘境,還有可能卡在冗長的決策與開會流程,最後往往無疾而終。

面對這些沒有被滿足的需求,阿米索拉進一步與中華電信討論出新的商業模式,以設備租賃取代一次性採購,將初期建置成本轉為定期支付的租金,希望降低社區與企業的導入門檻。為此,阿米索拉甚至新增租賃相關營業項目,從過去以設備買賣為主的模式,延伸至訂閱與租賃型服務,讓更多「有需求、卻跨不過採購門檻」的客戶有機會導入,也為室內 5G 覆蓋打開更廣大的市場。

從 POC 到 Scale-up,中華電信助阿米索拉跨過信任門檻

「對我們而言,中華電信不只是合作夥伴,也可能是未來最大的客戶與市場通路,」邱創群說,中華電信除了協助阿米索拉調整產品規格、創新商業模式,也進一步尋找合適的驗證場域,希望透過實際場域完成 POC、產品認證與入網驗證,未來才能快速複製既有模式,大幅縮短產品導入與市場拓展的時間,預計年底前可完成第一個合作案。

除了與中華電信合作,阿米索拉也積極接觸中華電信各地營運處,目前已與台北、新北、新竹等營運單位建立合作管道,並鎖定新建案、企業廠辦及社會住宅等多元案場展開部署規劃,將產品推廣到更多場域。

而這些合作之所以能快速展開,邱創群認為,關鍵在於 5G 加速器讓阿米索拉能夠快速跨過新創最難突破的「信任門檻」。過去,阿米索拉也想與中華電信合作,卻卡在不知道該向哪個單位、哪個人敲門;加入 5G 加速器後,不僅有了對接中華電信內部不同單位的入口,更能藉由中華電信的品牌影響力,加速建立內外部對阿米索拉的信任與認同。無論接觸潛在客戶、合作夥伴或投資人,都比過去單靠陌生開發更有效率。

這份信任,也進一步反映在募資成果上。「中華電信願意把我們納入加速器,本身就代表對這個市場方向與團隊能力的認同。」邱創群坦言,來自中華電信的肯定,也提升投資人對阿米索拉的信心,使公司順利完成新一輪 4,000 萬元的募資,實收資本額進一步突破 7,000 萬元。

阿米索拉的故事,是中華電信 5G 加速器與新創共創的縮影。透過技術能力、場域資源與市場經驗的分享,中華電信陪伴新創跨越從 POC 走向 Scale-up 的階段,讓創新不只停留在技術驗證,更能轉化為真正被市場需要的產品與服務,進而壯大台灣 5G 創新生態系,讓電信產業的能量成為推動創新成長的重要力量。

阿米索拉
邱創群認為,5G 加速器讓阿米索拉能夠快速跨過新創最難突破的「信任門檻」,使公司無論接觸潛在客戶、合作夥伴或投資人,都比過去單靠陌生開發更有效率。
圖/ 數位時代

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