SpaceX使用不(bu)锈(xiu)钢(gang)材质制(zhi)造星际(ji)飞船(chuan)火星探(tan)索(suo)火(huo)箭
作者：admin 发布(bu)日(ri)期(qi)：2022/9/6 8:21:48
SpaceX借助钢(gang)的特(te)性(xing)来(lai)实(shi)现(xian)其火星移(yi)民计(ji)划(hua)，这对于(yu)太(tai)空计划(hua)而言(yan)尚属首创(chuang)。
埃(ai)隆(long)·马(ma)斯(si)克(ke)（Elon Musk）于(yu)2002年创(chuang)建了美(mei)国(guo)太空(kong)探(tan)索技(ji)术(shu)公司（SpaceX），旨在降(jiang)低(di)太空(kong)飞(fei)行(xing)的成本(ben)，实(shi)现(xian)火(huo)星移民。SpaceX正在(zai)开发星际(ji)飞船，这(zhe)是(shi)一种(zhong)私人(ren)资(zi)助(zhu)、完全(quan)可(ke)重复(fu)使用、用(yong)于(yu)星际(ji)和轨(gui)道(dao)空间(jian)飞(fei)行的发(fa)射系统。
星际飞船的独特(te)之(zhi)处(chu)在于(yu)其(qi)火箭及(ji)“超级(ji)重型(xing)助推器(qi)”（Super Heavy Booster）的壳(ke)体选(xuan)材。SpaceX最初(chu)计(ji)划采用(yong)最先(xian)进的碳纤(xian)维(wei)材(cai)料(liao)制(zhi)造该(gai)飞船(chuan)，但后来宣布(bu)将用闪闪(shan)发光(guang)的(de)300系(xi)列(lie)不锈(xiu)钢(gang)材(cai)料来取代碳纤(xian)维。
这(zhe)标(biao)志(zhi)着(zhe)自20世纪(ji)50年代“阿(a)特(te)拉(la)斯”洲际(ji)弹(dan)道(dao)导(dao)弹(dan)（ICBM）计划(hua)失(shi)败(bai)以来，人(ren)们(men)首(shou)次在(zai)火(huo)箭中(zhong)使用(yong)这种材料(liao)。然而，由于(yu)星(xing)际(ji)飞(fei)船旨(zhi)在(zai)用(yong)于(yu)星际(ji)旅行，因此(ci)材料(liao)选(xuan)择(ze)是SpaceX能(neng)否成(cheng)功到达火(huo)星(xing)（离太(tai)阳第(di)四近(jin)的(de)行(xing)星）的(de)一(yi)个重(zhong)要因素。
不(bu)锈钢(gang)的卓越(yue)性(xing)能(neng)使(shi)星(xing)际(ji)飞(fei)船(chuan)能够(gou)应对(dui)极高和极低(di)温度(du)
采(cai)用合适的(de)材料(liao)制成(cheng)
不锈(xiu)钢的(de)一大(da)优(you)势(shi)在(zai)于熔点很高(gao)，适用(yong)于(yu)太(tai)空(kong)旅(lv)行(xing)。铝或碳纤(xian)维(wei)的(de)稳态(tai)下最高工作温(wen)度(du)为150°C，在180°C~200°C的(de)温度(du)范(fan)围(wei)内(nei)可短(duan)期(qi)工作(zuo)，但(dan)这将(jiang)弱化(hua)材(cai)料(liao)的(de)性(xing)能(neng)。一些碳纤(xian)维(wei)材料在200°C的(de)温(wen)度(du)下(xia)可连(lian)续工作，但材料的强度将(jiang)有所(suo)降低(di)。
在(zai)进(jin)行(xing)适(shi)当的散热(re)控(kong)制(zhi)情况下，钢可(ke)以(yi)在820℃~870℃的(de)高温下正常(chang)工作。因此，一种创(chuang)新的(de)钢制系(xi)统(tong)将(jiang)用于星(xing)际飞船的(de)隔热(re)层，保(bao)护(hu)飞(fei)船(chuan)在(zai)进入火(huo)星或(huo)地球(qiu)等(deng)具(ju)有(you)大(da)气层的(de)星(xing)球(qiu)时(shi)免(mian)受(shou)高温(wen)破坏(huai)。
隔(ge)热(re)层有两个(ge)以(yi)纵(zong)向(xiang)加(jia)强条(tiao)连(lian)接的不锈钢层(ceng)，水在其间(jian)流(liu)动。隔(ge)热(re)层外(wai)部设有(you)微(wei)孔，水可以从(cong)中“渗(shen)”出(chu)，通(tong)过蒸(zheng)发(fa)冷(leng)却(que)的方式保持(chi)低温(wen)。
要想实现火(huo)星移(yi)民计划，降低飞行成(cheng)本至(zhi)关重要(yao)，不(bu)锈钢在(zai)这一点(dian)上(shang)再次(ci)脱(tuo)颖而(er)出(chu)。碳(tan)纤维的成(cheng)本为(wei)每(mei)公(gong)斤(jin)135美元，在加(jia)工(gong)过(guo)程中(zhong)至(zhi)少会(hui)产(chan)生30%的(de)废(fei)料，这意(yi)味(wei)着其(qi)实(shi)际成(cheng)本(ben)大(da)约(yue)为每(mei)公斤200美(mei)元。而(er)同(tong)等重(zhong)量的不锈(xiu)钢(gang)仅(jin)需花(hua)费(fei)3美元(yuan)。
不(bu)锈钢(gang)极(ji)具成(cheng)本(ben)效益、性(xing)能(neng)卓(zhuo)越(yue)，这(zhe)对SpaceX成功实(shi)现(xian)其火(huo)星(xing)移民(min)计(ji)划(hua)来说至(zhi)关(guan)重要
勇担(dan)星际(ji)航行的重(zhong)任
当(dang)把(ba)飞(fei)船(chuan)发射(she)到地球大气层(ceng)外部(bu)空间时，必(bi)须(xu)考(kao)虑到每(mei)一(yi)克(ke)的重量，并(bing)尽(jin)可(ke)能地减轻(qing)重量(liang)。在传(chuan)统观(guan)念中(zhong)，人们不会(hui)将钢视作(zuo)轻(qing)型材料(liao)，但实(shi)际(ji)上，不锈(xiu)钢的(de)特(te)有属(shu)性使它(ta)成(cheng)为了减(jian)轻(qing)飞(fei)船(chuan)重(zhong)量(liang)的(de)最(zui)佳选(xuan)择。
太空(kong)既(ji)寒冷(leng)又(you)黑(hei)暗，始终(zhong)处(chu)于-270℃的(de)严(yan)寒(han)之中。在(zai)这(zhe)样(yang)的(de)低温(wen)下(xia)，不锈(xiu)钢的强度将提(ti)高(gao)50%。由于(yu)其组成成(cheng)分(fen)中(zhong)含有(you)铬—镍(nie)元(yuan)素(su)，因此(ci)不锈(xiu)钢即(ji)使在(zai)非(fei)常低(di)的温度下(xia)也不会(hui)变脆(cui)。
不锈(xiu)钢的高延展(zhan)性、高(gao)韧(ren)性(xing)以及(ji)在低温环境下(xia)不(bu)易发生断裂(lie)的(de)特性(xing)，使(shi)其成(cheng)为制造星(xing)际(ji)火(huo)箭的完美(mei)材料(liao)。这(zhe)些特性意味着材(cai)料(liao)用(yong)量的(de)减(jian)少，从(cong)而(er)进(jin)一(yi)步(bu)降低火箭重(zhong)量，使(shi)不锈钢(gang)成(cheng)为实现太空(kong)旅行(xing)的(de)绝(jue)佳材(cai)料(liao)。
星际飞(fei)船(chuan)采用(yong)可(ke)重复使用(yong)的(de)设(she)计(ji)思(si)路(lu)。SpaceX声(sheng)称，该(gai)飞(fei)船(chuan)在(zai)着陆一小(xiao)时后即可(ke)重(zhong)新(xin)发(fa)射(she)。出(chu)于(yu)这种(zhong)考(kao)虑，该公司(si)的(de)材料团(tuan)队一(yi)直在(zai)研(yan)发一(yi)种铬含(han)量(liang)更(geng)高(gao)的(de)新型不锈(xiu)钢合(he)金(jin)。这(zhe)种304L合(he)金具(ju)有(you)更强的(de)耐腐(fu)蚀(shi)能力(li)和(he)抗退(tui)化(hua)能(neng)力，非(fei)常适(shi)合星际移民的持续(xu)重(zhong)复(fu)使用(yong)需求，堪称(cheng)完(wan)美(mei)之(zhi)选。
显(xian)然(ran)，SpaceX工程师(shi)的想(xiang)象(xiang)力(li)和(he)技能(neng)以(yi)及驾(jia)驶飞船的(de)宇航(hang)员(yuan)团(tuan)队(dui)的(de)英勇(yong)精神(shen)将引领(ling)星际航(hang)行(xing)。然(ran)而，正是钢材的(de)持(chi)久(jiu)性能(neng)，使(shi)得(de)人(ren)类(lei)的火(huo)星之(zhi)旅变(bian)得更(geng)为(wei)切实可(ke)行。
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