SpaceX使用(yong)不(bu)锈(xiu)钢(gang)材(cai)质制造星(xing)际飞(fei)船(chuan)火(huo)星(xing)探索火箭
作者：admin 发布日(ri)期：2022/9/6 8:21:48
SpaceX借助(zhu)钢的特(te)性来实(shi)现(xian)其火星移(yi)民(min)计划(hua)，这(zhe)对于(yu)太空计划而言(yan)尚属首创。
埃隆(long)·马斯克(ke)（Elon Musk）于(yu)2002年(nian)创建(jian)了(le)美国太(tai)空(kong)探(tan)索(suo)技(ji)术(shu)公(gong)司（SpaceX），旨在(zai)降低太(tai)空(kong)飞(fei)行的成(cheng)本，实现火(huo)星(xing)移(yi)民。SpaceX正(zheng)在(zai)开(kai)发(fa)星(xing)际飞船(chuan)，这(zhe)是一(yi)种私(si)人(ren)资助(zhu)、完全可(ke)重复使用、用于星际(ji)和(he)轨(gui)道空间(jian)飞行的(de)发射(she)系统(tong)。
星(xing)际(ji)飞船(chuan)的独特(te)之(zhi)处(chu)在(zai)于(yu)其火(huo)箭及(ji)“超(chao)级(ji)重(zhong)型(xing)助推(tui)器(qi)”（Super Heavy Booster）的壳(ke)体选材。SpaceX最初(chu)计(ji)划采用最先(xian)进的(de)碳纤维材(cai)料制造该飞船(chuan)，但(dan)后来宣布将用(yong)闪闪(shan)发(fa)光的300系(xi)列不锈(xiu)钢材(cai)料(liao)来(lai)取代(dai)碳(tan)纤(xian)维。
这(zhe)标(biao)志(zhi)着(zhe)自(zi)20世纪50年代“阿特(te)拉斯(si)”洲际(ji)弹道导(dao)弹（ICBM）计(ji)划失(shi)败以(yi)来，人们首次在火箭(jian)中(zhong)使用(yong)这种(zhong)材料。然而，由(you)于(yu)星际飞(fei)船(chuan)旨(zhi)在用于(yu)星际旅(lv)行，因此(ci)材料选(xuan)择(ze)是(shi)SpaceX能(neng)否成(cheng)功到达(da)火(huo)星(xing)（离太(tai)阳第(di)四(si)近的行星(xing)）的一个(ge)重要因(yin)素(su)。
不(bu)锈钢(gang)的(de)卓越(yue)性(xing)能使(shi)星(xing)际飞船能够(gou)应对极高(gao)和(he)极(ji)低温度(du)
采(cai)用合(he)适(shi)的材料(liao)制成
不锈(xiu)钢(gang)的(de)一大(da)优势(shi)在于(yu)熔(rong)点(dian)很(hen)高(gao)，适(shi)用(yong)于(yu)太空(kong)旅(lv)行。铝或碳纤(xian)维(wei)的(de)稳态(tai)下最(zui)高工作(zuo)温(wen)度(du)为(wei)150°C，在180°C~200°C的温(wen)度范围内(nei)可(ke)短期(qi)工(gong)作(zuo)，但(dan)这(zhe)将(jiang)弱(ruo)化(hua)材(cai)料(liao)的(de)性(xing)能。一(yi)些(xie)碳纤(xian)维(wei)材料在200°C的(de)温度(du)下(xia)可连续(xu)工作(zuo)，但(dan)材(cai)料的强度将(jiang)有(you)所(suo)降低(di)。
在(zai)进行适当(dang)的(de)散热(re)控(kong)制(zhi)情(qing)况下(xia)，钢可以在(zai)820℃~870℃的(de)高(gao)温(wen)下(xia)正(zheng)常工(gong)作。因此(ci)，一(yi)种(zhong)创(chuang)新的(de)钢(gang)制系(xi)统(tong)将(jiang)用于(yu)星(xing)际(ji)飞船(chuan)的(de)隔热层，保护(hu)飞船在进入(ru)火(huo)星(xing)或(huo)地球(qiu)等具(ju)有大(da)气层(ceng)的星球时免受高温(wen)破坏(huai)。
隔热层有(you)两(liang)个以纵向加强(qiang)条连接的(de)不(bu)锈钢层(ceng)，水(shui)在其间流(liu)动。隔(ge)热(re)层外部(bu)设有(you)微孔，水(shui)可以从(cong)中“渗”出，通(tong)过(guo)蒸发(fa)冷(leng)却(que)的(de)方式保(bao)持(chi)低(di)温。
要想实(shi)现(xian)火星(xing)移民计(ji)划，降(jiang)低飞行成本至(zhi)关(guan)重要，不锈(xiu)钢(gang)在这一点(dian)上再(zai)次(ci)脱(tuo)颖而(er)出(chu)。碳(tan)纤维的(de)成本(ben)为每(mei)公斤(jin)135美元(yuan)，在(zai)加(jia)工过(guo)程中至(zhi)少会产(chan)生(sheng)30%的废料，这(zhe)意味(wei)着其实际成本(ben)大(da)约(yue)为(wei)每(mei)公斤200美(mei)元(yuan)。而(er)同(tong)等重量(liang)的(de)不锈(xiu)钢仅需花费3美元。
不(bu)锈(xiu)钢(gang)极具(ju)成(cheng)本(ben)效益(yi)、性(xing)能(neng)卓(zhuo)越(yue)，这(zhe)对SpaceX成(cheng)功(gong)实(shi)现(xian)其火星(xing)移民计(ji)划来(lai)说(shuo)至(zhi)关(guan)重(zhong)要(yao)
勇担星(xing)际航行的(de)重(zhong)任(ren)
当把飞船发射(she)到(dao)地(di)球大(da)气(qi)层(ceng)外(wai)部(bu)空间时，必须(xu)考(kao)虑到每(mei)一克的重量，并尽(jin)可能(neng)地减(jian)轻(qing)重(zhong)量。在(zai)传统观(guan)念中(zhong)，人们不(bu)会将(jiang)钢(gang)视作轻(qing)型(xing)材(cai)料，但实际(ji)上(shang)，不锈(xiu)钢(gang)的特(te)有(you)属性使它(ta)成为(wei)了(le)减(jian)轻(qing)飞船重量的(de)最(zui)佳选择。
太(tai)空既寒冷(leng)又(you)黑(hei)暗(an)，始(shi)终(zhong)处(chu)于-270℃的严寒(han)之(zhi)中。在这样的(de)低(di)温下(xia)，不锈钢的强度将(jiang)提(ti)高(gao)50%。由于(yu)其组(zu)成成分(fen)中含(han)有(you)铬(ge)—镍(nie)元素(su)，因此不(bu)锈(xiu)钢即(ji)使(shi)在(zai)非(fei)常(chang)低(di)的(de)温(wen)度(du)下也(ye)不会变(bian)脆(cui)。
不锈(xiu)钢的高(gao)延展(zhan)性、高韧(ren)性(xing)以及在低温(wen)环境下(xia)不(bu)易(yi)发生(sheng)断(duan)裂(lie)的特(te)性(xing)，使(shi)其成(cheng)为(wei)制造(zao)星际(ji)火箭的完美(mei)材料。这(zhe)些特(te)性意味(wei)着(zhe)材料(liao)用(yong)量(liang)的(de)减(jian)少，从而进一(yi)步(bu)降(jiang)低(di)火箭重量(liang)，使(shi)不锈钢(gang)成(cheng)为实(shi)现太(tai)空(kong)旅(lv)行的(de)绝佳材料(liao)。
星(xing)际(ji)飞(fei)船(chuan)采(cai)用可重复使(shi)用(yong)的设(she)计(ji)思路。SpaceX声称，该(gai)飞船在着陆一小(xiao)时(shi)后(hou)即可(ke)重(zhong)新(xin)发射。出于(yu)这种考虑(lv)，该(gai)公(gong)司的材(cai)料(liao)团队(dui)一直(zhi)在研(yan)发(fa)一种铬(ge)含量(liang)更(geng)高的(de)新型不(bu)锈钢合(he)金。这种(zhong)304L合金具有更强的耐(nai)腐(fu)蚀(shi)能(neng)力和抗(kang)退化(hua)能(neng)力(li)，非常适合星(xing)际移(yi)民的(de)持续重(zhong)复(fu)使(shi)用需(xu)求(qiu)，堪称(cheng)完(wan)美之选。
显(xian)然，SpaceX工(gong)程(cheng)师(shi)的想象力和(he)技(ji)能以(yi)及(ji)驾驶飞(fei)船的宇航员团(tuan)队的英勇(yong)精(jing)神将引领星际航(hang)行。然(ran)而，正是(shi)钢(gang)材的(de)持(chi)久性(xing)能，使得(de)人(ren)类(lei)的火(huo)星(xing)之(zhi)旅变(bian)得(de)更(geng)为切(qie)实可行(xing)。
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