为何用不锈钢造太空飞船，马斯克：好用！便宜！

（原问题：Elon Musk Interview: Why the Starship Is Built of Stainless Steel）

图：SpaceX“星际飞船”的测试原型

网易科技讯 1月24日动静，据公共机器杂志报道，埃隆·马斯克（Elon Musk）不久前曾发推文，宣称星际飞船（Starship）将由不锈钢原料制造，而不行使碳纤维。据我们所知，这符号着自20世纪50年月后期Atlas项目标失败实行以来，不锈钢原料初次被用于航天器制造方面。

现实上，早在圣诞节前几天，马斯克就曾透露，将对星际飞船举办更多的调解。其时马斯克宣称，最先辈的碳纤维组成了星际飞船的火箭(早年称为BFR，或大猎鹰火箭)主体，其超重型火箭助推器（Super Heavy）将被300系列不锈钢所代替。1月10日时，马斯克在Twitter上宣布了星际飞船测试版本的照片，称这是一架可以用于亚轨道垂直起降测试航行的原型，航行高度靠近5000米。他把这些测试成为“跳跃测试”。

自揭开星际飞船的隐秘面纱以来，马斯克通过Twitter简短地答复了很多好奇太空调查者提出的直接题目。但在公布这一动静两周前，马斯克在加州霍桑的SpaceX总部接管了《公共机器》主编瑞安·达戈斯蒂诺(Ryan D'agostino)的独家采访，很是具体地接头了这些改变背后的设法。

采访择要如下：

达戈斯蒂诺：你一向在忙着从头计划星际飞船？

马斯克：是的。星际飞船和超重型火箭助推器的制造，我换成了非凡的不锈钢合金。我想了一会儿，这有点违背直觉。我花了相等多的精神说服团队朝这个偏向提高。可是此刻，我信托他们已经被说服了。我们始终在追求一种先辈的碳纤维布局，但盼望很是迟钝，每千克本钱为135美元。然后或许有35%的废物，好比剪掉的部门有些再也无法行使。另外，这种碳纤维是用高强度树脂浸渍的，很是贫困。

达戈斯蒂诺：对比之下，不锈钢怎样？

马斯克：不锈钢最大的利益是足够自制，并且出产速率很快，尽量它显然不是最轻的原料。但现实上，这已经是我们能找到的最轻合用原料。在不是出格低的温度下，高质量不锈钢的机能和强度进步了50%。大大都钢在低温下会变得很脆，好比典范的碳钢，当你向上喷洒液氮并用锤子击打时，它会像玻璃那样毁坏。

大大都钢材都是这样，但铬镍含量较高的不锈钢却不会这样。现实上它们的强度反而有所增进，延展性如故很高。以是纵然在零下165摄氏度前提下，延展性依然精采，，很是坚实，且没有断裂的题目。断裂韧性是一种性子，假如某个物体有个小缝隙，原料是倾向于阻止缝隙照旧扩大缝隙？当你经验多次振动应力轮回时，原料中的一个小缺陷会放大几多？

达戈斯蒂诺：以是有些原料可以阻止本身的缝隙扩大。

马斯克：对，好比说陶瓷（就像咖啡杯），它不擅长阻止缝隙扩大。一旦呈现缝隙，它就像玻璃那样炸裂。然后按照你所拥有的金属范例差异（有些金属具有更好的断裂韧性），断裂韧性会跟着温度的变革而变革。从技能上讲，韧性是应力-应变曲线下的地区。当你对某物施加压力时，该物领会有多洪流平变形？这是个很是重要的特征。

不锈钢是Atlas项目早期行使的原料。早期的Atlas就是个钢制气球罐，其缺陷在与这种原料太薄，在自身重量的浸染下会坍塌。这是个钢铁气球，它险些站不起来，反而会像有弹性的城堡一样坍毁，乃至不能遭受很是小的有用载荷。早期的Atlas在发射台上瓦解并造成劫难的案例有许多。

这里有个能力我以为很重要，那就是你把它看成必要再次进入大气层的航行器来对待。看，这是钢铁的另一个甜头：它的熔点很高，比铝高得多。固然碳纤维也不会融化，但树脂在特定温度下会遭到粉碎。典范的铝或碳纤维，在不变的事变前提下，其能遭受的温度在149摄氏度阁下。你可以操作它们做些短途太空观光，无意可遭受176摄氏度的温度。可是达到204摄氏度时，也许就逾越极限了。有些碳纤维可以遭受204摄氏度的高温，可是强度会低落。而钢铁可以遭受的温度高达815-871摄氏度之间。

达戈斯蒂诺：你们有完备的冶金团队吗？

马斯克：我们有个很是棒的原料团队，但一开始我们只行使高质量的301系列不锈钢。尚有一件重要的事会带来很大的差异。在上升进程中，你必要原料在低温下保持强度。进入大气层时，你必要它可以或许遭受住高温的检验。因此，挡热板的质量是由挡热瓦与氛围之间的界面温度所抉择的。无论它是机器的，照旧粘合的，无论界面点是什么，都取决于挡热板的厚度。

举例来说，在“龙飞船”（Dragon）身上，挡热板的厚度现实上是由挡热板的热浸润浸染抉择的，热浸润浸染会使挡热瓦粘结在壳体上。以是隔热瓦不会在着落的进程中失去。根基上，你也不会想把瓦片甩掉。

行使了不锈钢合金，此刻你可以轻松遭受800多摄氏度的高温，以是你的界面温度上升了5倍。这意味着，对付钢布局来说，背壳的背风面不必要任何挡热板。而在迎风的一面，我想做的是安放可再生挡热板。双层不锈钢外壳（相同于不锈钢三明治），本质上只有两层，你只必要用非凡物质粘结它们。

在不锈钢三明治之间活动燃料或水，然后在表面有细小的孔，这现实上就是通过表面的微孔开释水或燃料。除非你接近，不然你看不到这些微孔，可是你可以用蒸腾冷却的要领来冷却火箭的迎风面。以是整个对象看起来照旧全铬的，就像我们眼前的这个鸡尾酒调酒器。可是有一面是双层的，它有双重用途，那就是加固航行器的布局，这样它就不会重蹈Atlas的运气。你有个双重成果的隔热布局。据我所知，这是早年从未有人提出过的。

达戈斯蒂诺：这是个庞大的变革。

马斯克：是的。

达戈斯蒂诺：钢铁将从那边来？

马斯克：只是平凡的301系列不锈钢。让我这么说吧：304系列不锈钢是他们做罐子的原料，很轻易获得。

达戈斯蒂诺：这对你的原打算有什么影响？

马斯克：这有助于加快原打算的实验。

达戈斯蒂诺：由于它更轻易回收？

马斯克：是的，不锈钢很轻易加工。哦，我忘了说：碳纤维的价值是每公斤135美元，35%的废物，以是本钱现实上靠近每公斤200美元。而不锈钢每公斤的售价仅3美元。

达戈斯蒂诺：这是个好主意！

马斯克：简直云云！ （小小）

（编辑：湖南网）

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