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(yi) 美元，而 SpaceX 的使命是將單人單程票價(jia) 控製在 20 萬(wan) 美元。

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

2015年，兩(liang) 位分別來自SpaceX和藍色起源的前員工創辦了Relativity Space。他們(men) 認為(wei) ，這兩(liang) 家在航天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SuperDraco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運營商。

就在上個(ge) 月，Relativity宣布和Momentus合作，Momentus同樣也是一家擅長省錢的太空創業(ye) 公司，他們(men) 使用水作為(wei) 火箭的推進係統，然後打造出運載能力越來越強的“太空拖船”，為(wei) 客戶提供航天器變軌服務。合作方麵，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(liang) 家公司的合作備受資本和媒體(ti) 的關(guan) 注，它們(men) 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，打印一支火箭

在宣布和Momentus簽約之前，Relativity已經和NASA以及美國空軍(jun) 達成合作，並於(yu) 今年4月拿下首個(ge) 商業(ye) 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(ye) 公司，也能說明後者具備一定實力。

Relativity設計了一台近兩(liang) 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(nei) 將原材料變成能上天的運載工具，這也是他們(men) 將它取名為(wei) “星際之門”的原因。

這個(ge) 打印係統裝有多個(ge) 打印頭，每個(ge) 臂都裝有激光器，它還配備質量控製係統，包括雲(yun) 模擬、先進成像和檢測傳(chuan) 感器等，並采用智能學習(xi) 技術。這些設計讓係統在打印完畢後能進行自動化組裝。公司正在用Stargate打印 Aeon 1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(ge) 零件的發動機，Aeon 1隻有100個(ge) 零件。Relativity還將打印運載火箭Terran 1，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(chuan) 統火箭少100倍。另外，相比傳(chuan) 統製造所需的12到18個(ge) 月，Relativity可以將製造火箭的周期控製在60天。

Aeon 1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Merlin 1D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(yu) 成本，創始人Tim Ellis表示，以將1250千克載荷送入低地軌道為(wei) 例，Relativity收取1000萬(wan) 美元，這隻有競爭(zheng) 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製需求，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(wei) 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(yi) 美元C輪融資。Ellis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Terran 1的研製和最終的發射工作。但同時，Terran 1首飛已經從(cong) 2020年底推遲到了2021年初，部分原因在於(yu) 公司將2米寬的整流罩增加了3米，荷載容量也因此增加了一倍。

太空便車

衛星行業(ye) 在過去幾年發展迅速。據分析機構Bryce Space & Technology，行業(ye) 在2017年獲得了近2700億(yi) 美元的收入，而且趨勢向好。另外，據Global Market Insights的數據，到2024年，商業(ye) 衛星發射服務的市場份額將達到70億(yi) 美元。2018至2024年，LEO在這個(ge) 市場的複合年均增長率或將達到3%，因為(wei) 相比於(yu) 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。

因此，除了大型運載火箭，想要在LEO上部署衛星的運營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(ti) 來說，為(wei) 了節省發射成本，客戶一般會(hui) 讓小衛星隨大衛星一同發射，但它們(men) 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想在在太空中解決(jue) 航天器“最後一英裏”的需求。客戶可以用火箭將衛星等航天器先集中送到一個(ge) 地點後，再用Momentus的“太空拖船”將航天器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(ge) 部署便宜10倍。創始人Mikhail Kokorich說，“希望從(cong) 地球到LEO，以及從(cong) LEO到月球軌道的100-200公斤載荷的報價(jia) 低於(yu) 1000萬(wan) 美元”。

而這一趟趟便車的技術基礎，來源於(yu) Momentus自研的水等離子推進（water plasma propulsion）係統。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麵的溫度，並將過熱的氣體(ti) 通過噴嘴噴出來，從(cong) 而產(chan) 生推力。Momentus上個(ge) 月底在太空成功測試水等離子推進器。這項16個(ge) 立方體(ti) 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(chong) 的推進，比目前人造衛星采用的離子推進器（氙、氪）造價(jia) 低。

公司預計在今年推出Vigoride服務，最大運載為(wei) 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(wei) 120萬(wan) 美元。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，那麽(me) 麵對成本這個(ge) 更大的難題，科技公司或許更應該切換思路，讓技術服務於(yu) 成本控製，也從(cong) “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(yi) 美元。而成立還沒到2年的Momentus目前已融得3380萬(wan) 美元的資金。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(yu) 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(cong) 根本上重塑太空經濟格局。”Prime Movers實驗室創始人Dakin Sloss這樣評價(jia) 。

這些積極進展都讓這兩(liang) 家公司的願景越發明晰。Relativity的聯合創始人Jordan Noone告訴美國合眾(zhong) 國際社，“公司創立時，我們(men) 就想在火星上打印火箭。我們(men) 希望在3D打印機可以發現那裏的金屬和任何可用材料。”Ellis說在未來，Relativity會(hui) 把打印火箭的“工廠”縮小到可能塞進火箭裏的程度，然後帶到其他星球。

Momentus在官網上展示了從(cong) 2019-2022中每年要發布的運輸服務，單從(cong) 運載能力來看，從(cong) 250公斤，到300 公斤，到4000公斤，再到入軌地球靜止軌道（GEO）能達10000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(cong) 小心星到地月之間空間的運水、小行星采礦基礎設施部署和月球和火星再補給等業(ye) 務。

但眼下，它們(men) 麵前就有一塊誘人蛋糕。據The Verge報道，目前地球軌道上有近2000顆正在運行的衛星，但SpaceX、OneWeb等衛星互聯網項目可能會(hui) 使這一數字增加4倍。它們(men) 將為(wei) 環境監測和互聯網連接提供支持，同時，也能給致力於(yu) 降低衛星進入太空成本的創業(ye) 公司帶來商機。