2021年SpaceX第十次獵鷹9號發射任務，也是獵鷹火箭的第79次回收

頻繁的航天發射次數

SpaceX的發射有多頻繁？2020年，SpaceX共發射火箭26次，成功26次，從發射總量而言，占全球商業航天的70%。

數據來源：航天愛好者網

不過相比發射數量而言，更讓人震驚的是，2020年SpaceX的發射全部使用的是“獵鷹-9”火箭（Falcon 9）。

圖 | 獵鷹-9號火箭家族

獵鷹-9是僅次于重型獵鷹的大載重運載火箭。到達全動力后，9臺發動機每秒耗費燃料和液氧3200 lbs，產生約850,000磅(38.55噸)的動力，近地軌道有效載荷質量22.8噸。

這使得SpaceX的火箭可以實現“一箭多星”甚至“一箭百星”，也造就了入軌航天器發射數量遙遙領先。

圖 | SpaceX Starlink“星鏈”一箭多星示意圖

下面的全球統計口徑我們可以相對比較清晰地了解SpaceX的發射次數和入軌航天器數量——SpaceX承擔了美國90%的入軌航天器發射量。如果把SpaceX以外的全球所有其他機構計入在內，其發射入軌的航天器總量也僅僅為SpaceX的一半。要知道，這都是在2020年美國疫情下完成的，到今年一月開始，SpaceX平均每10天就進行一次發射，而這種效率的基礎，就是SpaceX火箭的模塊化組裝和回收能力。

回收、翻修、迭代——挑戰人類工程技術的極限

SpaceX火箭一級回收技術是它被人熟知的開始，自2015年首次成功以來，媒體和大眾早就習以為常。2017年更是實現了14次嘗試，全部成功，其中4次實現了發射“二手火箭”。2018年4月首次試射成功的獵鷹重型火箭，左右兩個“捆綁”的助推器其實就是之前成功回收的火箭一級助推器，中間的為嶄新的火箭一級助推器。一個新的獵鷹9號火箭相當于一枚嶄新的獵鷹9號火箭和兩枚被回收的火箭一級助推器組合而來。

圖 | 降落中的重型獵鷹火箭

一枚嶄新的獵鷹9號（Falcon 9）火箭報價在5500-6200萬美元之間，遠低于同類的宇宙神5（Atlas-5）和德爾塔4（Delta-4）1-4億美元不等的報價。得益于可回收火箭這項獨門絕技，經過維修后的“二手火箭”再次登場時，相比新火箭，報價將打七折左右，但運力沒有區別，這使得它的競爭力進一步上升。

同時通過回收火箭，工程師可以更加了解火箭的配重、燃料并且進行結構優化。同樣以獵鷹9火箭為例，從v1.1到FT的版本提升中，F9 FT比F9 v1.1僅僅增重不到10%，9個Merlin 1-D的推進能力被從588噸提到了761噸，提高了30%，低地球軌道運載能力增加了9噸， 近之前版本荷載的70%。

3D打印如何助力SpaceX火箭翻修

作為SpaceX的重要供應商之一，Elite Aerospace負責承擔SpaceX部分航天部件的翻修工作。如何滿足SpaceX回收后快速重復發射的商業模式，以及應付馬斯克本人隔三差五郵件要求的“速度越快越好”成為了Elite Aerospace公司工作的重中之重。

圖 | 圖中的獵鷹一級助推器已經是第六次使用

在翻新使用的獵鷹火箭時候，首先要確定哪些零件需要更換或者維修，然后確定好維修的加工工藝，接著是針對加工工藝開發定制夾具。

 Elite Aerospace公司機加中心

由于每次發射的火箭都有迭代，且實際損耗的部位不同，無法提前預知。因此如何快速地定制開發出夾具成為了Elite Aerospace在承接SpaceX的獵鷹火箭翻修任務中最大的挑戰之一。就在不知道如何應對馬斯克的下一封郵件的時候，SpaceX的研發人員在和Elite Aerospace的交流過程中，向他們推薦可以嘗試使用Raise3D的3D打印機來制作夾具。

這一想法被很快驗證可行，大尺寸、打印精度、打印效率、可兼容的耗材、可控設備成本——Elite Aerospace公司在使用過Raise3D打印機之后，立刻和其他航空航天企業一樣成為了Raise3D的忠實擁躉。并在之后采購了多款機型。通過使用這一技術除了解決了SpaceX的交付時間要求，同時也為整個項目節省了數百萬美元的經費。

航空航天工程是人類工程科技的集大成者，每一個部件的生產和裝配的設計都需要專業的分工和加工鏈支持。如今，3D打印已經是如此復雜工程網絡中不可或缺的一員。Raise3D幫助NASA、SpaceX的研發和工程人員壓縮時間（TIME COMPERSSION），為人類可見未來的火星移民增添一份綿薄之力。

展會預告：與SpaceX同款設備零距離接觸

Raise3D（上海復志）將于5月26-28日參加在國家會展中心（上海虹橋）舉辦的2021年亞洲3D打印、增材制造展覽會（TCT亞洲展），我們將在此次的展會上全球首發包括間接金屬、大尺寸增強碳纖維和內嵌人工智能維護的多款全新一代3D打印設備，NASA的授權復刻版3D打印工具、以及全球領先的工程技術企業的創新案例。

現在起至5月1日通過掃描上方Raise3D專屬展會報名二維碼進行預約參觀，免50元門票外，還將獲得BASF Ultrafuse ABS Fusion+或雷孚斯LUVOCOM 3F PAHT限量定制款展會胸卡掛鉤紀念品一個，數量有限（各300個），先注冊先得。