SpaceX使用不(bu)锈钢材质(zhi)制(zhi)造(zao)星际(ji)飞(fei)船火(huo)星(xing)探索(suo)火(huo)箭(jian)
作(zuo)者(zhe)：admin 发布日(ri)期：2022/9/6 8:21:48
SpaceX借(jie)助钢的特(te)性(xing)来(lai)实(shi)现其(qi)火星(xing)移(yi)民(min)计划(hua)，这对于太(tai)空计划而(er)言(yan)尚属(shu)首创(chuang)。
埃隆(long)·马(ma)斯克（Elon Musk）于2002年创(chuang)建(jian)了美国(guo)太(tai)空(kong)探索(suo)技(ji)术(shu)公司（SpaceX），旨(zhi)在降低太(tai)空(kong)飞(fei)行的成本(ben)，实(shi)现(xian)火(huo)星移(yi)民。SpaceX正(zheng)在(zai)开(kai)发(fa)星(xing)际飞船，这(zhe)是(shi)一种(zhong)私人资(zi)助(zhu)、完全(quan)可(ke)重(zhong)复(fu)使(shi)用、用于星(xing)际(ji)和轨(gui)道(dao)空间(jian)飞(fei)行的发射(she)系(xi)统。
星际(ji)飞船的(de)独(du)特(te)之处在(zai)于(yu)其(qi)火箭(jian)及(ji)“超(chao)级(ji)重(zhong)型(xing)助(zhu)推(tui)器”（Super Heavy Booster）的壳(ke)体(ti)选(xuan)材(cai)。SpaceX最(zui)初(chu)计划(hua)采(cai)用(yong)最(zui)先进的碳纤(xian)维材(cai)料制造该(gai)飞(fei)船(chuan)，但后(hou)来宣布将用闪(shan)闪发光的(de)300系(xi)列(lie)不锈(xiu)钢材(cai)料来(lai)取(qu)代(dai)碳纤维(wei)。
这标志(zhi)着(zhe)自(zi)20世纪50年(nian)代“阿特拉斯(si)”洲(zhou)际(ji)弹道(dao)导(dao)弹(dan)（ICBM）计(ji)划失败以来(lai)，人们(men)首次在(zai)火(huo)箭(jian)中使(shi)用(yong)这种材(cai)料。然(ran)而，由于星(xing)际(ji)飞船旨(zhi)在(zai)用(yong)于星际旅行，因此(ci)材(cai)料选(xuan)择是(shi)SpaceX能(neng)否成功到(dao)达火(huo)星（离太(tai)阳第四(si)近(jin)的行(xing)星(xing)）的一个重要因(yin)素(su)。
不(bu)锈(xiu)钢的卓越(yue)性(xing)能使星(xing)际(ji)飞(fei)船能(neng)够应对极高和(he)极低(di)温(wen)度
采(cai)用(yong)合适(shi)的(de)材料制(zhi)成(cheng)
不(bu)锈钢的(de)一(yi)大(da)优势在(zai)于熔(rong)点很(hen)高(gao)，适用(yong)于(yu)太空旅行(xing)。铝(lv)或碳纤维的(de)稳态(tai)下(xia)最高(gao)工(gong)作温度(du)为(wei)150°C，在180°C~200°C的温度范围(wei)内(nei)可(ke)短期(qi)工作，但这(zhe)将弱(ruo)化(hua)材料的(de)性(xing)能(neng)。一(yi)些碳纤(xian)维(wei)材(cai)料在200°C的温(wen)度(du)下(xia)可(ke)连续(xu)工作(zuo)，但材(cai)料的(de)强(qiang)度将(jiang)有(you)所(suo)降(jiang)低(di)。
在(zai)进(jin)行适(shi)当的散热(re)控(kong)制情况下(xia)，钢可以在820℃~870℃的(de)高(gao)温下(xia)正常工(gong)作。因(yin)此(ci)，一种(zhong)创新的钢制(zhi)系(xi)统(tong)将用(yong)于星(xing)际飞(fei)船(chuan)的(de)隔热(re)层(ceng)，保护飞(fei)船在(zai)进(jin)入火星(xing)或地球(qiu)等(deng)具有(you)大气层(ceng)的星球时(shi)免(mian)受高温(wen)破坏。
隔(ge)热(re)层(ceng)有两(liang)个以(yi)纵(zong)向加(jia)强(qiang)条连接的(de)不锈(xiu)钢(gang)层(ceng)，水(shui)在其(qi)间(jian)流动(dong)。隔热(re)层(ceng)外(wai)部设有(you)微孔(kong)，水可(ke)以(yi)从中(zhong)“渗(shen)”出，通过蒸(zheng)发冷(leng)却(que)的(de)方(fang)式保持(chi)低温(wen)。
要(yao)想实现火(huo)星移(yi)民(min)计(ji)划(hua)，降(jiang)低飞行(xing)成(cheng)本(ben)至关重(zhong)要，不(bu)锈(xiu)钢(gang)在(zai)这一(yi)点上(shang)再次脱颖而(er)出(chu)。碳(tan)纤维(wei)的成本(ben)为(wei)每公(gong)斤135美(mei)元(yuan)，在加(jia)工(gong)过程中(zhong)至(zhi)少(shao)会(hui)产生30%的(de)废料(liao)，这(zhe)意味(wei)着(zhe)其(qi)实际(ji)成(cheng)本(ben)大约为(wei)每公斤200美元(yuan)。而(er)同(tong)等重量(liang)的不锈钢仅(jin)需花费(fei)3美元(yuan)。
不(bu)锈钢(gang)极(ji)具成(cheng)本(ben)效(xiao)益、性能(neng)卓(zhuo)越，这(zhe)对(dui)SpaceX成(cheng)功实(shi)现(xian)其(qi)火(huo)星(xing)移(yi)民(min)计(ji)划来说至(zhi)关(guan)重(zhong)要
勇(yong)担(dan)星(xing)际(ji)航行(xing)的(de)重任
当(dang)把(ba)飞船发射到地(di)球(qiu)大(da)气(qi)层(ceng)外部空(kong)间时，必(bi)须考(kao)虑(lv)到每一克(ke)的重(zhong)量，并(bing)尽可能(neng)地减(jian)轻(qing)重(zhong)量。在(zai)传统观念(nian)中(zhong)，人们不会将钢(gang)视作轻(qing)型材料，但(dan)实(shi)际(ji)上(shang)，不锈钢(gang)的(de)特(te)有属(shu)性使(shi)它成为了(le)减轻飞(fei)船重量(liang)的最佳(jia)选择。
太(tai)空既(ji)寒(han)冷又黑暗(an)，始(shi)终(zhong)处(chu)于(yu)-270℃的严寒(han)之(zhi)中(zhong)。在(zai)这样(yang)的(de)低温下(xia)，不(bu)锈(xiu)钢的强度(du)将(jiang)提高50%。由于(yu)其(qi)组成(cheng)成分(fen)中(zhong)含(han)有(you)铬—镍(nie)元素(su)，因此(ci)不锈(xiu)钢(gang)即使(shi)在非(fei)常(chang)低的温(wen)度(du)下也(ye)不会(hui)变脆。
不(bu)锈钢(gang)的高延展性(xing)、高韧(ren)性(xing)以(yi)及在(zai)低温环境(jing)下(xia)不易发(fa)生(sheng)断(duan)裂的特(te)性(xing)，使其(qi)成(cheng)为(wei)制造(zao)星际火箭的完美(mei)材料(liao)。这(zhe)些(xie)特(te)性意(yi)味(wei)着(zhe)材料用量(liang)的减少，从而(er)进(jin)一步(bu)降(jiang)低(di)火(huo)箭(jian)重量(liang)，使(shi)不(bu)锈(xiu)钢(gang)成(cheng)为实(shi)现(xian)太(tai)空旅(lv)行(xing)的绝佳(jia)材(cai)料。
星(xing)际飞船(chuan)采用可(ke)重(zhong)复使(shi)用的设计思(si)路。SpaceX声(sheng)称，该(gai)飞(fei)船在着陆(lu)一小(xiao)时(shi)后即(ji)可重(zhong)新发(fa)射(she)。出于这种(zhong)考虑(lv)，该公(gong)司(si)的材料(liao)团(tuan)队一直(zhi)在研发(fa)一种(zhong)铬(ge)含(han)量更高(gao)的(de)新型不(bu)锈钢合金。这(zhe)种304L合金具(ju)有更(geng)强的耐(nai)腐(fu)蚀能(neng)力(li)和(he)抗(kang)退(tui)化(hua)能力，非常(chang)适(shi)合星际移(yi)民的持(chi)续(xu)重复使用需求，堪称(cheng)完(wan)美之(zhi)选。
显(xian)然(ran)，SpaceX工(gong)程师的想(xiang)象力和(he)技能(neng)以及(ji)驾驶飞(fei)船(chuan)的宇(yu)航(hang)员团(tuan)队的英勇(yong)精(jing)神将引领星际航(hang)行。然而，正(zheng)是(shi)钢材(cai)的(de)持(chi)久(jiu)性(xing)能(neng)，使得(de)人类的火(huo)星之旅变(bian)得更(geng)为切(qie)实(shi)可(ke)行(xing)。
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