SpaceX вибрала нержавіючу сталь для Starship Mars Rocket
Заснована в 2002 році Ілоном Маском з метою зниження вартості космічних польотів настільки, щоб уможливити колонізацію Марса, SpaceX розробляє Starship — повністю багаторазову систему запуску, що фінансується з приватних джерел, для міжпланетних і орбітальних космічних польотів.
Що робить цю ракету унікальною, так це матеріал, вибраний для корпусу ракети Starship та її надважкого прискорювача. Спочатку планувалося, що він буде побудований із сучасного вуглецевого волокна, але потім SpaceX оголосила, що його замінить блискуча нержавіюча сталь 300 серії.Це перше використання цього матеріалу в ракеті після невдалих спроб програми міжконтинентальних балістичних ракет (МБР) Atlas у 1950-х роках. Однак, оскільки Starship призначений для міжпланетних подорожей, вибір матеріалу є важливим фактором успіху спроб Spacex досягти четвертої планети від Сонця.
Ракета SpaceX Big Falcon
Характеристики нержавіючої сталі означають, що Starship може витримувати надзвичайно високі та надзвичайно низькі температури.
Висока температура плавлення нержавіючої сталі є важливою перевагою, коли йдеться про космічні польоти. Алюміній або вуглецеве волокно обмежені стаціонарною робочою температурою 150 ° C з короткими періодами роботи при температурі близько 180-200 ° C, але це призводить до послаблення матеріалу. Деякі вуглецеві волокна можуть працювати безперервно при температурі 200°C, але вони мають компроміси в міцності.
Сталі з відповідним контролем розсіювання тепла можуть працювати при температурі до 820-870°C. Таким чином, для теплового екрану Starship буде використовуватися інноваційна сталева система, яка захищає судно від високих температур, що виникають при вході на планету з атмосферою, таку як Марс або Земля.
Теплозахисний екран складається з двох шарів нержавіючої сталі, з'єднаних стрінгерами, між якими протікає вода. Зовні є мікроперфорації, які дозволяють воді «витікати», підтримуючи низьку температуру за рахунок охолодження випаровуванням.
Зниження вартості подорожі на Марс має вирішальне значення для загального успіху проекту, і тут нержавіюча сталь значно перевершує своїх конкурентів. Вуглецеве волокно коштує 135 доларів за кілограм і більше третини матеріалу утилізується в процесі виробництва, що означає, що реальна вартість становить близько 200 доларів за кілограм. Еквівалентна кількість нержавіючої сталі коштуватиме вам лише 3 долари.
Планета Марс
Неймовірна економічна вигода та продуктивність нержавіючої сталі життєво важливі для успіху місії SpaceX на Марс.
При виведенні корабля за межі земної атмосфери необхідно враховувати та по можливості виключати кожен грам. Традиційно сталь не вважалася легким варіантом, але унікальні властивості нержавіючої сталі насправді роблять її найкращим вибором для зниження ваги.
У холодній темряві космосу температура тримається на морозі -270°C. За цих кріогенних температур міцність нержавіючої сталі збільшується на 50%. Вміст хрому та нікелю в його складі означає, що він не стає крихким навіть за дуже низьких температур.
Для міжпланетної ракети ідеальним матеріалом є висока пластичність, висока ударна в'язкість та дуже мала ймовірність руйнування під час роботи у кріогенних середовищах. Ці властивості означають, що можна використовувати менше матеріалу, що знижує вагу та робить нержавіючу сталь дуже придатною для космічних польотів.
Starship призначений для багаторазового використання, і SpaceX стверджує, що судно може бути готове до повторного запуску лише через годину після приземлення. Маючи це на увазі, група за матеріалами компанії працювала над новим сплавом із нержавіючої сталі з більш високим вмістом хрому. Цей сплав 304L ще більш стійкий як до корозії, так і до деградації, що робить його ідеальним для подальшого повторного використання, яке буде потрібне для планетарної колонізації.
Зрозуміло, що в той час як уява та майстерність інженерів SpaceX та хоробрість команд астронавтів, які пілотують свої твори, сприятимуть цій подорожі до зірок, неминуща сила стали висаджувати людину на Марс цілком реальною можливістю.