SpaceX使用不锈钢(gang)材(cai)质(zhi)制(zhi)造(zao)星际(ji)飞船(chuan)火星(xing)探索(suo)火(huo)箭
作(zuo)者：admin 发布(bu)日(ri)期：2022/9/3 8:15:07
SpaceX借(jie)助钢的(de)特性(xing)来(lai)实(shi)现其火(huo)星(xing)移民(min)计(ji)划(hua)，这(zhe)对(dui)于(yu)太空(kong)计划(hua)而言(yan)尚(shang)属首(shou)创。
埃(ai)隆·马(ma)斯(si)克(ke)（Elon Musk）于(yu)2002年创(chuang)建了美国太空探索(suo)技术公(gong)司(si)（SpaceX），旨在(zai)降低(di)太空(kong)飞行的(de)成本(ben)，实现火星(xing)移民(min)。SpaceX正(zheng)在(zai)开(kai)发星(xing)际(ji)飞船，这(zhe)是(shi)一(yi)种(zhong)私人资(zi)助(zhu)、完全可重(zhong)复(fu)使(shi)用、用于(yu)星(xing)际和(he)轨道(dao)空间(jian)飞(fei)行(xing)的发(fa)射(she)系统。
星际(ji)飞船的独(du)特之(zhi)处在(zai)于(yu)其火(huo)箭(jian)及“超(chao)级重型(xing)助(zhu)推器”（Super Heavy Booster）的壳(ke)体(ti)选(xuan)材。SpaceX最(zui)初(chu)计划采用最先(xian)进的(de)碳(tan)纤(xian)维(wei)材料(liao)制造该飞(fei)船(chuan)，但后(hou)来(lai)宣布(bu)将用(yong)闪(shan)闪(shan)发光的300系列不锈钢材料来取(qu)代碳纤(xian)维(wei)。
这标(biao)志着自(zi)20世(shi)纪(ji)50年(nian)代“阿(a)特拉斯(si)”洲(zhou)际弹(dan)道导(dao)弹（ICBM）计(ji)划失败(bai)以来，人(ren)们首次在火(huo)箭(jian)中使用(yong)这种(zhong)材料(liao)。然(ran)而(er)，由(you)于(yu)星(xing)际飞(fei)船(chuan)旨在用(yong)于星(xing)际旅(lv)行，因此(ci)材料(liao)选(xuan)择是SpaceX能否成功(gong)到达火(huo)星（离太阳第四(si)近的(de)行(xing)星(xing)）的(de)一(yi)个重(zhong)要因素(su)。
不(bu)锈(xiu)钢的(de)卓(zhuo)越(yue)性能使(shi)星(xing)际飞(fei)船能够应(ying)对(dui)极高(gao)和(he)极(ji)低(di)温度
采(cai)用(yong)合适的(de)材料(liao)制(zhi)成(cheng)
不(bu)锈(xiu)钢(gang)的一(yi)大优势在(zai)于熔(rong)点很(hen)高(gao)，适用(yong)于(yu)太(tai)空(kong)旅行。铝或碳纤(xian)维(wei)的(de)稳态(tai)下(xia)最(zui)高工作温(wen)度(du)为(wei)150°C，在(zai)180°C~200°C的温(wen)度(du)范(fan)围(wei)内可(ke)短期工作，但这(zhe)将(jiang)弱(ruo)化材(cai)料(liao)的性(xing)能。一些碳纤维材(cai)料在(zai)200°C的(de)温(wen)度(du)下可连(lian)续(xu)工作，但材料的强(qiang)度(du)将有所降低(di)。
在进行(xing)适(shi)当(dang)的(de)散(san)热控制(zhi)情况下，钢(gang)可(ke)以在(zai)820℃~870℃的(de)高(gao)温下正常(chang)工作。因(yin)此，一(yi)种(zhong)创新(xin)的钢(gang)制(zhi)系统(tong)将(jiang)用于星际(ji)飞(fei)船的(de)隔热(re)层(ceng)，保(bao)护(hu)飞船(chuan)在进入(ru)火(huo)星(xing)或地球等具有(you)大气层(ceng)的星(xing)球(qiu)时(shi)免(mian)受高(gao)温(wen)破坏(huai)。
隔热层(ceng)有(you)两个(ge)以(yi)纵向加强(qiang)条(tiao)连(lian)接(jie)的(de)不(bu)锈钢层，水(shui)在(zai)其间(jian)流(liu)动(dong)。隔(ge)热层(ceng)外(wai)部设(she)有(you)微(wei)孔，水(shui)可以从中(zhong)“渗”出(chu)，通过(guo)蒸(zheng)发(fa)冷(leng)却的方(fang)式(shi)保(bao)持(chi)低温(wen)。
要想(xiang)实现(xian)火(huo)星移(yi)民计(ji)划，降低(di)飞行成(cheng)本(ben)至(zhi)关重(zhong)要(yao)，不锈钢(gang)在(zai)这一(yi)点上再次脱颖(ying)而(er)出(chu)。碳(tan)纤(xian)维的成本(ben)为每(mei)公(gong)斤135美元，在加工过(guo)程中至少(shao)会产生(sheng)30%的废(fei)料，这意(yi)味着其(qi)实(shi)际(ji)成(cheng)本(ben)大(da)约(yue)为每(mei)公斤(jin)200美元。而(er)同(tong)等(deng)重量(liang)的不(bu)锈(xiu)钢仅需(xu)花(hua)费3美(mei)元(yuan)。
不(bu)锈(xiu)钢极(ji)具成(cheng)本效益(yi)、性(xing)能卓越(yue)，这(zhe)对(dui)SpaceX成(cheng)功(gong)实现(xian)其火(huo)星(xing)移民计(ji)划来说至关重(zhong)要(yao)
勇(yong)担星(xing)际航行(xing)的(de)重任(ren)
当把飞船发(fa)射到地球大气(qi)层外部(bu)空(kong)间(jian)时(shi)，必(bi)须考(kao)虑(lv)到(dao)每(mei)一(yi)克(ke)的重(zhong)量，并(bing)尽可能(neng)地(di)减轻(qing)重量。在传(chuan)统观念中，人们不(bu)会(hui)将钢视作轻型材(cai)料(liao)，但实(shi)际(ji)上，不锈(xiu)钢(gang)的(de)特有属(shu)性(xing)使它(ta)成(cheng)为了减(jian)轻(qing)飞船重(zhong)量的(de)最佳(jia)选择(ze)。
太(tai)空既(ji)寒冷(leng)又黑暗，始(shi)终处于(yu)-270℃的(de)严寒(han)之中。在(zai)这(zhe)样的低温(wen)下(xia)，不(bu)锈钢的强(qiang)度(du)将提高50%。由于其组成(cheng)成(cheng)分中含有(you)铬(ge)—镍(nie)元素，因(yin)此(ci)不(bu)锈钢即(ji)使(shi)在(zai)非(fei)常低的(de)温(wen)度(du)下也不(bu)会(hui)变脆。
不(bu)锈钢(gang)的(de)高延(yan)展性(xing)、高(gao)韧(ren)性以及在低温(wen)环(huan)境下不(bu)易(yi)发(fa)生(sheng)断(duan)裂的特性，使其(qi)成为制造星际火(huo)箭(jian)的(de)完(wan)美材(cai)料(liao)。这(zhe)些(xie)特(te)性意味(wei)着(zhe)材料用量的减(jian)少(shao)，从(cong)而(er)进(jin)一步降低(di)火(huo)箭重(zhong)量，使(shi)不锈钢(gang)成(cheng)为实(shi)现(xian)太空(kong)旅行(xing)的绝佳材(cai)料。
星际(ji)飞(fei)船采(cai)用可(ke)重复使用(yong)的(de)设(she)计(ji)思路(lu)。SpaceX声(sheng)称(cheng)，该(gai)飞船(chuan)在着陆一(yi)小(xiao)时后(hou)即可(ke)重(zhong)新(xin)发(fa)射(she)。出(chu)于这(zhe)种(zhong)考(kao)虑，该公(gong)司的材料(liao)团队(dui)一直在(zai)研(yan)发一种铬含(han)量(liang)更(geng)高(gao)的(de)新(xin)型(xing)不锈钢合金(jin)。这种(zhong)304L合(he)金具(ju)有(you)更强的(de)耐腐(fu)蚀能(neng)力和抗(kang)退化能力(li)，非常(chang)适合(he)星(xing)际移民(min)的持(chi)续重(zhong)复(fu)使用需(xu)求(qiu)，堪(kan)称(cheng)完(wan)美(mei)之选(xuan)。
显然(ran)，SpaceX工(gong)程师的(de)想象(xiang)力和技能(neng)以及(ji)驾驶(shi)飞(fei)船(chuan)的(de)宇(yu)航(hang)员团队的英勇(yong)精(jing)神(shen)将引领(ling)星(xing)际(ji)航(hang)行。然而，正(zheng)是(shi)钢(gang)材的(de)持(chi)久(jiu)性能，使得(de)人(ren)类(lei)的火星之旅变得更(geng)为(wei)切实(shi)可行(xing)。
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