今年是人類登陸月球50週年,重新點燃全世界的太空熱潮。

SpaceX創辦人伊隆.馬斯克(Elon Musk),將人類的太空目標,從月球瞄準到更遠的火星,誓言研發出運送人類移民到火星的火箭。

但現在,有一個比馬斯克更瘋狂的小子,他誓言要在火星上打造火箭。

他的辦法,就是讓火箭用3D列印的方式做出來。

他叫提姆.艾利斯(Tim Ellis),是相對論太空(Relativity Space)創辦人暨執行長。

相對論太空

創辦人:提姆.艾利斯
主要業務:3D列印火箭
募資金額:約新台幣56億元
創辦人地位:入選2019年《時代》下一世代領導人100強、《富比世》2019年30歲以下30個創業家之一


他這項改變太空產業的做法,今年10月,獲得1億4千萬美元(約合新台幣43億元)的投資,由Bond Capital及網路女王瑪麗.米克籌集的投資人團隊,包括李嘉誠的維港創投、迪士尼前總裁麥可.歐維茲等名人背書。

以3D列印打造火箭為職志,今年才29歲的艾利斯接受商周專訪,解釋3D列印火箭的可行性:「其實火箭所使用的金屬只有3種,95%的部分都是金屬,都可用列印完成;只有5%的電路、晶片、橡膠等其他部件,無法直接列印出來。」

「我從小志願是當編劇」
一場實驗,把他拉向外太空

艾利斯說,過去傳統打造火箭的方式,要花上18個月,但用3D列印只要60天,而且成本只要1千萬美元,是傳統火箭造價的三分之一。

這項突破,讓他被麻省理工學院選為2019年35歲以下的35個創新者(35 innovators under 35)。

敢跟馬斯克比狂,因為他出身另一個太空狂人——亞馬遜創辦人貝佐斯所創辦的太空公司藍源(Blue Origin)。

「其實我從小的志願是當一個編劇,」艾利斯說。高中時,他還曾跟同學拍過殭屍電影,人生志願跟太空產業完全搭不上邊。個性偏好文學寫作的他,會將創辦的公司取名「相對論」,並不是因為他崇拜物理學家愛因斯坦,而是「我跟女友第一次約會的藝廊,名稱就叫『相對論』。」

直到他就讀南加大時期,改變了他的人生方向。大二那年,他參加學校的火箭推進器實驗室社團,他回憶說,這是他最珍惜的學生經驗,「大學一年級後,我對航太產業並不是很有興趣,因為飛機感覺起來就像是一個已經被解決的問題。」

當時,他跟著同學一起前往南加大位於莫哈韋沙漠的火箭試驗場,參與他人生第一次的火箭推進器實驗,讓他對太空議題有了完全不同的認識。

這個經驗太特別,「我給學生的建議是要盡量參與親自動手做的活動,你才會體認到學校的價值,你才會知道為什麼要學習這個微積分方程式?為什麼這個軟體的編碼要這樣寫?」艾利斯說。


著迷「沒人叫我做」的事
在貝佐斯公司,找到創業魂

在這社團裡,他認識一位同學努恩(Jordan Noone),後來努恩加入馬斯克的SpaceX;艾利斯則加入貝佐斯的藍源,從實習生做起。4年前兩人一起創業,努恩成了他的創業夥伴,擔任公司的技術長。

在南加大火箭推進器實驗室的成績,讓艾利斯連三年申請到在藍源擔任實習生。從一個太空產業的門外漢開始,艾利斯必須在很短的時間內,完成所有工作,「我得從學習、設計、分析、製造、組裝與測試,所有的事情都要做。」

成為正職後,他開發了藍源第一個金屬3D列印程序,他說:「這不是我的主要工作,也沒人要求我這樣做。」但艾利斯就此對3D列印火箭著迷,認為這才是太空產業的未來,決定出來創業。

艾利斯與努恩在前東家打造火箭的過程中,了解到火箭建造成本,最大的部分還是來自人工,若採用3D列印可自動化生產,並且因為可列印複雜形狀的元件,能減少所需的零件數量,而大幅降低成本,更提升製造速度。

以該公司目前測試中的火箭引擎為例,若用傳統製造方式,得要用上2700個零件,而用3D列印,只要三個大組件。

創航太業「摩爾定律」
二十天印出一顆火箭引擎

究竟艾利斯眼中的未來,3D列印火箭,是如何運作的?走進相對論太空位在洛杉磯的基地,可見到目前世界上最大、每台將近30英尺、約三層樓高的3D金屬列印機器手臂,被命名為「星際之門」(Stargate)。

星際之門,配備兩隻巨大機械手臂,列印大型零件時,機械手臂會將金屬熔化後,沉積成薄層,同時機械手臂尾端的列印頭會吹出一種惰性氣體做為保護氣層,還能透過光學焊接不鏽鋼材料。

由人工智慧(AI)演算法驅動的機械手臂,列印前會先模擬。在這些手臂上,裝有多種感測器,蒐集視覺、環境和音訊等數據資料,列印完成後就會進行自動組裝,要做到完全不用人工。

由於火箭構造複雜,涉及大量精密儀器和元件,艾利斯能獲得投資人青睞,甚至已經取得4家公司的火箭發射合約,是因為該公司簡化火箭設計,目前已成功列印出一個火箭引擎Aeon1,這個小型火箭引擎只有100個零件,不到20天就列印出來,而且已在美國密西西比州的斯坦尼斯航太中心進行兩百多次高溫測試。

艾利斯企圖在火星列印出火箭的計畫,也獲得美國太空總署(NASA)的認可,在今年6月雙方簽訂協議,讓他在斯坦尼斯航太中心租下2萬平方公尺大小的基地,做為他讓人類移民火星的實驗場。

但也有人質疑,他們還沒真正進行發射火箭的實驗,以證明3D列印可行。在火箭引擎經過高溫測試成功後,該公司第一個完整的3D列印火箭Terran,將在2021年初於美國卡納維爾角發射升空。

此次第三輪募資,就是為了這個歷史性時刻而來,同時也是星際之門列印出來的成品,被投資人視為未來航太產業製造生產流水線的新模式。

參與此次投資的Tribe Capital創辦人賽斯(Arjun Sethi)指出:「加快火箭的設計、製造和交付速度,將成為太空旅行與探索的『摩爾定律』。」這就像加倍微處理器運算速度,推動了個人電腦運算革命一樣,相對論太空將推動整個硬體與軟體系統的生態系發展,將人類帶到地球的軌道之外。

從兩人到員工百人
最終目標要印能載人的飛機

回想4年前的創業歷程,艾利斯說,他發展3D列印技術,最終目的是希望能用此技術列印出能夠載人的飛機,才能真正的改變產業。但由於載人交通工具的法規與安全性太複雜,他決定從「列印火箭」開始。

只是當年25歲的他,一無所有,只憑著一個創意,寫信向NBA達拉斯獨行俠隊老闆馬克.庫班(Mark Cuban)募資。「我不認識他,也沒有他的電子郵件,只是憑猜測的方式,把可能是他電郵的名稱都試一遍。」艾利斯回憶。

沒想到,庫班真的回信,經過兩個月的查核後,他獲得50萬美元的創業資金,當時他公司只有兩個對3D列印火箭充滿熱情的小夥子。

現在的相對論太空,「員工已經近百人,平均年齡約45歲。」艾利斯說,他的理想獲更多航太產業認同,加入公司的人年齡都比他大許多。

馬斯克的人類移民火星願景,已喊得世人皆知,艾利斯接續他的願景,要打造在火星上列印火箭的技術,雖然還未試射成功,但他已經把人類探索太空領域的想像力,推展得更遠、更遼闊。