spacex 依靠不锈钢制造星际飞船火星火箭
来源： 世界钢铁协会 发布时间：2022-09-02
作为太空计划的第一次，spacex 依靠钢铁的独特品质来实现其火星殖民计划。
spacex由 elon musk 于 2002 年创立，旨在降低太空飞行成本，使殖民火星变得可行，正在开发星际飞船——一种完全可重复使用的、私人资助的星际和轨道太空飞行发射系统。
这枚火箭的独特之处在于为星舰火箭及其超重型助推器选择的材料。spacex 最初计划由最先进的碳纤维制成，宣布将用闪亮的 300 系列不锈钢代替。
这标志着自 1950 年代阿特拉斯洲际弹道导弹 (icbm) 计划的尝试失败以来，这种材料首次在火箭中使用。然而，由于 starship 旨在进行星际旅行，因此材料选择是 spacex 成功从太阳到达第四颗行星的重要因素。
不锈钢的性能意味着 starship 可以承受极高和极低的温度
由正确的材料制成
不锈钢的高熔点是太空旅行的主要优势。铝或碳纤维被限制在 150°c 的稳态工作温度，短期工作在 180-200°c 左右，但这会导致材料变弱。一些碳纤维可以在 200°c 下连续工作，但它们的强度会有所降低。
具有适当散热控制的钢可以在高达 820-870°c 的温度下工作。因此，星际飞船的隔热罩将使用一种创新的钢制系统，以保护飞船在进入火星或地球等大气层时所经历的高温。
隔热罩的特点是两层不锈钢层与纵梁相连，水在它们之间流动。外部有微孔，然后允许水“流出”，通过蒸腾冷却保持低温。
降低前往火星的成本对于该项目的整体成功至关重要，在这里，不锈钢的性能大大优于其竞争对手。碳纤维成本为每公斤 135 美元，超过三分之一的材料在生产过程中被报废，这意味着实际成本约为每公斤 200 美元。同等数量的不锈钢只需 3 美元。
不锈钢令人难以置信的成本效益和性能对于 spacex 火星任务的成功至关重要
世界的重量
从地球大气层发射船只时，必须考虑每克并尽可能消除。传统上，钢材不会被认为是轻质的选择，但不锈钢的独特属性实际上使其成为减轻重量的最佳选择。
在寒冷黑暗的太空中，温度高达-270°c。在这些低温下，不锈钢的强度提高了 50%。其组成中的铬镍含量意味着即使在非常低的温度下也不会变脆。
对于行星际火箭而言，高延展性、高韧性以及在低温环境中运行时发生断裂的可能性很小，是完美的材料。这些特性意味着可以使用更少的材料，减轻重量并使不锈钢在太空旅行中非常可行。
starship 是为重复使用而设计的，spacex 声称该船可以在着陆后一小时内准备好重新发射。考虑到这一点，该公司的材料团队一直在研究一种铬含量更高的新型不锈钢合金。这种 304l 合金更耐腐蚀和抗降解，非常适合继续重复使用行星殖民需要
很明显，虽然 spacex 工程师的想象力和技能以及驾驶他们的创造物的宇航员团队的勇敢将推动这次航行进入恒星，但正是钢铁的持久力量使人类登陆火星成为可能。
图片：shutterstock
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