“失”不过三 | 用不锈钢替代碳纤维的星舰愈发成熟

最终Space X在星舰重返大气层过程中失去了星舰，宣告任务提前结束。但相较前两次发射，这次是巨大的飞越。

火箭发射升空，33台发动机均正常发动。

在发射2分40秒后，星舰按照预定计划成功进行热分离，成果已超越第二次。

发射约11分钟后，超重助推器完成其使命，星舰开始进行舱门打开。

发射约28分钟后，舱门完成关闭，星舰完成舱门开关测试。

发射47分钟后，星舰执行二次点火演示，猛禽发动机点火顺利成功，标志着星舰试飞取得又一里程碑式的突破！

随后星舰重新进入大气层，在剧烈的摩擦下丢失信号，画面显示其海拔高度65千米，此时SpaceX宣布已经失去飞船，任务提前结束。

预定计划中星舰本无回收规划，只是应坠落在印度洋中。

连续三次的飞行验证，表明壳体采用不锈钢替代碳纤维与铝锂合金的方案愈发成熟与稳定。

“星舰”使用的材料，它采用采用不锈钢材料制造，当然也不是我们一般使用的普通不锈钢合金产品，而是一种被称为SX500系列的镍基合金，这种材料不仅能在高温下保持强度，低温条件下，它的强度与重量比也表现的非常好。

（德克萨斯州 SpaceX 设施中的星际飞船原型）

尽管现代航天的飞行器普遍应用碳纤维作为前缘耐高温材料，但马斯克的Space X从来不走寻常路，另一方面也是因为碳纤维确实存在诸多问题：

1. 每公斤130美元，本身是一种非常昂贵的材料，并且有大约35％的报废率——比如你切割纤维，其中一些就无法使用，所以实际成本接近每公斤200美元；

2. 碳纤维是多孔的，星舰的燃料罐和氧气罐是气态加压的，分别用甲烷和纯氧，如果加热的纯氧遇到碳纤维，很可能会与碳纤维里的树脂和碳发生反应燃烧，所以要在容器罐中加惰性衬里防止外泄，增加了研发难度和成本；

3. 火箭直径有九米，若使用碳纤维的话，由于它浸渍了高强度树脂，处理起来非常棘手，根据所在位置不同，需要把碳纤维包裹成60到220层不等，所以在包裹的过程中，既要准确无误，又要解决产生气泡、隔板之类的问题；

4. 星舰直径九米，助推器就有70米长，非常巨大，为了使碳纤维获得良好的性能，需要制造一个极其庞大的高压釜，这又是一个十分棘手的问题；

5. 再入时，由于高温，碳纤维的强度在两百度以上时就直线下滑，虽然不会熔化，但树脂在一定温度下会被破坏。所以通常铝或碳纤维的材料需要一个稳定的工作温度，大约被限制在300华氏度（约150摄氏度）左右。这个温度并不高，在这个温度以内只能进行一些短途旅行，或许可以超过一下限度，到350华氏度，再努力一下到400华氏度（约204摄氏度）。但是400华氏度的话，就真的到达极限了。材料会变弱，有些碳纤维虽然可以承受400华氏度，但是强度方面就会缩水。为了保护碳纤维就需要厚重的隔热瓦，增加了整体的重量。