SpaceX使用不(bu)锈钢(gang)材质(zhi)制(zhi)造(zao)星(xing)际飞(fei)船(chuan)火星探(tan)索火(huo)箭
作者：admin 发(fa)布(bu)日期(qi)：2022/9/3 8:15:07
SpaceX借(jie)助(zhu)钢的特(te)性来实(shi)现(xian)其(qi)火(huo)星(xing)移民计(ji)划(hua)，这对于(yu)太空计划(hua)而(er)言(yan)尚(shang)属(shu)首(shou)创。
埃隆(long)·马斯克(ke)（Elon Musk）于2002年创(chuang)建(jian)了美国太(tai)空探索(suo)技术公(gong)司(si)（SpaceX），旨在(zai)降(jiang)低(di)太(tai)空(kong)飞(fei)行的成(cheng)本(ben)，实现火星移民。SpaceX正在开发星(xing)际(ji)飞(fei)船(chuan)，这(zhe)是(shi)一种(zhong)私人资(zi)助(zhu)、完全可(ke)重复使用(yong)、用于星(xing)际(ji)和(he)轨道空(kong)间飞(fei)行的发(fa)射系(xi)统。
星(xing)际飞(fei)船(chuan)的独特之(zhi)处(chu)在于(yu)其火(huo)箭(jian)及“超(chao)级重(zhong)型(xing)助推(tui)器”（Super Heavy Booster）的壳体选(xuan)材(cai)。SpaceX最(zui)初(chu)计划采(cai)用最先进(jin)的碳(tan)纤(xian)维(wei)材(cai)料制(zhi)造该(gai)飞(fei)船，但(dan)后来(lai)宣布将(jiang)用闪(shan)闪发光的300系列(lie)不(bu)锈(xiu)钢材料(liao)来(lai)取(qu)代(dai)碳(tan)纤(xian)维(wei)。
这标(biao)志着(zhe)自20世纪(ji)50年(nian)代(dai)“阿特(te)拉斯(si)”洲际(ji)弹道导(dao)弹（ICBM）计(ji)划(hua)失败以来，人们首次在(zai)火箭(jian)中(zhong)使(shi)用这(zhe)种材料。然而(er)，由于(yu)星际飞(fei)船(chuan)旨(zhi)在用于(yu)星(xing)际(ji)旅行，因(yin)此材(cai)料选(xuan)择是(shi)SpaceX能否(fou)成(cheng)功到(dao)达火(huo)星(xing)（离(li)太阳(yang)第(di)四(si)近的行(xing)星）的一个重要(yao)因素(su)。
不(bu)锈钢(gang)的(de)卓越(yue)性(xing)能(neng)使星(xing)际飞船能(neng)够应对(dui)极(ji)高(gao)和极(ji)低(di)温(wen)度(du)
采用合适的(de)材料制成(cheng)
不锈(xiu)钢(gang)的(de)一大优(you)势在于熔点(dian)很(hen)高，适(shi)用于(yu)太空(kong)旅行(xing)。铝或(huo)碳纤(xian)维(wei)的稳(wen)态(tai)下(xia)最高(gao)工(gong)作温度(du)为150°C，在(zai)180°C~200°C的(de)温(wen)度范(fan)围内(nei)可短(duan)期(qi)工(gong)作，但这(zhe)将弱(ruo)化材(cai)料(liao)的性(xing)能(neng)。一(yi)些碳纤(xian)维材(cai)料(liao)在(zai)200°C的温度(du)下(xia)可连(lian)续(xu)工作(zuo)，但(dan)材(cai)料的(de)强度(du)将(jiang)有(you)所(suo)降(jiang)低(di)。
在(zai)进(jin)行(xing)适(shi)当(dang)的(de)散(san)热控(kong)制情况(kuang)下(xia)，钢可以(yi)在(zai)820℃~870℃的(de)高温(wen)下(xia)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。因(yin)此，一(yi)种(zhong)创新(xin)的钢(gang)制(zhi)系(xi)统(tong)将(jiang)用于星际飞(fei)船的(de)隔(ge)热层(ceng)，保(bao)护(hu)飞船(chuan)在(zai)进(jin)入(ru)火(huo)星(xing)或地(di)球(qiu)等具有大(da)气层(ceng)的(de)星球(qiu)时免受(shou)高温破(po)坏。
隔热(re)层(ceng)有两个以(yi)纵(zong)向加(jia)强条(tiao)连接(jie)的(de)不(bu)锈(xiu)钢层(ceng)，水在其(qi)间(jian)流动。隔热(re)层(ceng)外(wai)部(bu)设(she)有(you)微孔，水(shui)可以从(cong)中(zhong)“渗(shen)”出，通过蒸发冷却(que)的方式保持低温。
要想(xiang)实(shi)现火星移民(min)计(ji)划(hua)，降低飞(fei)行成本至(zhi)关(guan)重要(yao)，不(bu)锈钢(gang)在(zai)这(zhe)一(yi)点上(shang)再次(ci)脱颖(ying)而出。碳(tan)纤(xian)维(wei)的成本为(wei)每(mei)公斤(jin)135美(mei)元，在加工过(guo)程(cheng)中至少会产(chan)生(sheng)30%的废料(liao)，这意味(wei)着(zhe)其(qi)实(shi)际(ji)成本大(da)约为(wei)每公(gong)斤200美(mei)元。而同等(deng)重(zhong)量的(de)不锈(xiu)钢(gang)仅需(xu)花(hua)费(fei)3美元。
不锈(xiu)钢极(ji)具成(cheng)本(ben)效(xiao)益(yi)、性(xing)能(neng)卓(zhuo)越，这(zhe)对(dui)SpaceX成(cheng)功(gong)实现其火星(xing)移民计划来(lai)说至关重(zhong)要
勇担星(xing)际(ji)航(hang)行的(de)重(zhong)任
当(dang)把(ba)飞(fei)船(chuan)发射到地球大(da)气层外部(bu)空(kong)间(jian)时(shi)，必须考虑到(dao)每一(yi)克的(de)重量(liang)，并尽(jin)可能(neng)地减轻(qing)重(zhong)量。在传统观(guan)念(nian)中，人(ren)们(men)不会将钢(gang)视(shi)作轻(qing)型(xing)材(cai)料(liao)，但(dan)实(shi)际(ji)上(shang)，不锈(xiu)钢的(de)特(te)有(you)属(shu)性使(shi)它(ta)成(cheng)为(wei)了(le)减(jian)轻飞船(chuan)重(zhong)量的最(zui)佳选(xuan)择(ze)。
太(tai)空(kong)既(ji)寒(han)冷又黑暗(an)，始(shi)终(zhong)处于-270℃的(de)严寒(han)之中。在这样(yang)的低(di)温(wen)下，不(bu)锈(xiu)钢的强(qiang)度将(jiang)提(ti)高50%。由于(yu)其(qi)组(zu)成成分中(zhong)含有(you)铬—镍(nie)元(yuan)素，因(yin)此(ci)不(bu)锈(xiu)钢(gang)即使(shi)在非常(chang)低(di)的温(wen)度下也不(bu)会(hui)变(bian)脆(cui)。
不锈(xiu)钢的高(gao)延展性、高韧(ren)性以及在低温环(huan)境下不(bu)易(yi)发(fa)生断(duan)裂(lie)的(de)特(te)性，使(shi)其(qi)成为(wei)制(zhi)造星际火箭的(de)完(wan)美(mei)材料。这些特性意(yi)味(wei)着(zhe)材(cai)料(liao)用(yong)量(liang)的减少(shao)，从而(er)进(jin)一步(bu)降低(di)火箭重(zhong)量，使不锈(xiu)钢成(cheng)为(wei)实(shi)现(xian)太(tai)空(kong)旅行的(de)绝(jue)佳(jia)材(cai)料(liao)。
星(xing)际(ji)飞(fei)船采用可重复使(shi)用的(de)设计思路。SpaceX声(sheng)称，该(gai)飞船在着(zhe)陆一小(xiao)时后即可重新发射(she)。出于这(zhe)种考虑，该公司(si)的材(cai)料团(tuan)队一直在研(yan)发(fa)一(yi)种铬(ge)含量更高(gao)的(de)新型不锈(xiu)钢合(he)金(jin)。这(zhe)种304L合(he)金(jin)具(ju)有更(geng)强(qiang)的耐(nai)腐(fu)蚀能力(li)和(he)抗(kang)退(tui)化(hua)能力，非常(chang)适合星际移(yi)民的(de)持续(xu)重(zhong)复使用需(xu)求，堪(kan)称(cheng)完(wan)美(mei)之选(xuan)。
显(xian)然(ran)，SpaceX工程(cheng)师的(de)想(xiang)象力和技(ji)能以及驾驶(shi)飞船的宇航员(yuan)团(tuan)队(dui)的(de)英(ying)勇(yong)精(jing)神(shen)将引(yin)领星(xing)际航(hang)行(xing)。然而(er)，正是(shi)钢材(cai)的持久性能(neng)，使得人类的火星之(zhi)旅变(bian)得更(geng)为切实(shi)可行(xing)。
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