SpaceX выбрала нержавеющую сталь для Starship Mars Rocket
Основанная в 2002 году Илоном Маском с целью снижения стоимости космических полетов настолько, чтобы сделать возможной колонизацию Марса, SpaceX разрабатывает Starship — полностью многоразовую, финансируемую из частных источников систему запуска для межпланетных и орбитальных космических полетов.
Что делает эту ракету уникальной, так это материал, выбранный для корпуса ракеты Starship и ее сверхтяжелого ускорителя. Первоначально планировалось, что он будет построен из современного углеродного волокна, но затем SpaceX объявила, что его заменит блестящая нержавеющая сталь 300-й серии.
Это первое использование этого материала в ракете после неудачных попыток программы межконтинентальных баллистических ракет (МБР) Atlas в 1950-х годах. Однако, поскольку Starship предназначен для межпланетных путешествий, выбор материала является важным фактором успеха попыток Spacex достичь четвертой планеты от Солнца.
Ракета SpaceX Big Falcon
Характеристики нержавеющей стали означают, что Starship может выдерживать чрезвычайно высокие и чрезвычайно низкие температуры.
Высокая температура плавления нержавеющей стали является важным преимуществом, когда речь идет о космических полетах. Алюминий или углеродное волокно ограничены стационарной рабочей температурой 150 ° C с короткими периодами работы при температуре около 180–200 ° C, но это приводит к ослаблению материала. Некоторые углеродные волокна могут непрерывно работать при температуре 200°C, но они имеют компромиссы в прочности.
Стали с соответствующим контролем рассеивания тепла могут работать при температурах до 820-870°C. Таким образом, для теплового экрана Starship будет использоваться инновационная стальная система, которая защищает судно от высоких температур, возникающих при входе на планету с атмосферой, такую как Марс или Земля.
Теплозащитный экран состоит из двух слоев нержавеющей стали, соединенных стрингерами, между которыми протекает вода. Снаружи есть микроперфорации, которые затем позволяют воде «вытекать», поддерживая низкую температуру за счет охлаждения испарением.
Снижение стоимости путешествия на Марс имеет решающее значение для общего успеха проекта, и здесь нержавеющая сталь значительно превосходит своих конкурентов. Углеродное волокно стоит 135 долларов за килограмм, и более трети материала утилизируется в процессе производства, что означает, что реальная стоимость составляет около 200 долларов за килограмм. Эквивалентное количество нержавеющей стали обойдется вам всего в 3 доллара.
Планета Марс
Невероятная экономическая выгода и производительность нержавеющей стали жизненно важны для успеха миссии SpaceX на Марс.
При выводе корабля за пределы земной атмосферы необходимо учитывать и по возможности исключать каждый грамм. Традиционно сталь не считалась легким вариантом, но уникальные свойства нержавеющей стали на самом деле делают ее лучшим выбором для снижения веса.
В холодной тьме космоса температура держится на морозе -270°C. При этих криогенных температурах прочность нержавеющей стали увеличивается на 50%. Содержание хрома и никеля в его составе означает, что он не становится хрупким даже при очень низких температурах.
Для межпланетной ракеты идеальным материалом являются высокая пластичность, высокая ударная вязкость и очень малая вероятность разрушения при работе в криогенных средах. Эти свойства означают, что можно использовать меньше материала, что снижает вес и делает нержавеющую сталь очень пригодной для космических полетов.
Starship предназначен для многократного использования, и SpaceX утверждает, что судно может быть готово к повторному запуску всего через час после приземления. Имея это в виду, группа по материалам компании работала над новым сплавом из нержавеющей стали с более высоким содержанием хрома. Этот сплав 304L еще более устойчив как к коррозии, так и к деградации, что делает его идеальным для дальнейшего повторного использования, которое потребуется для планетарной колонизации.
Понятно, что в то время как воображение и мастерство инженеров SpaceX и храбрость команд астронавтов, которые пилотируют свои творения, будут способствовать этому путешествию к звездам, непреходящая сила стали делает высадку человека на Марс вполне реальной возможностью.