不可思议！全球最大火箭的材料曝光：箭体居然是用不锈钢打造

虽然耐热、易加工、价格又便宜，但因为单位重量大，不锈钢等钢材料目前已经极少在航天领域崭露头角：钛合金、铝镁合金、铝锂合金等既耐热耐压，又轻便牢靠的新型金属材料先后从里到外完成了火箭和飞船等航天运载工具的"材料学革命"，把曾经"一统天下"的钢材料打进了冷宫。

但近日，美国SPACEX公司的超级火箭上面级"starship"测试机正式亮相，却在整个航天领域引发了一场规模不小的"地震"，原因无它：这款号称能"直达火星"的火箭上面级，外壳居然全由不锈钢制成！

图为正在建造中的starship测试机，因其独特的不锈钢材质，曾一度被讥讽为"水塔"。

当然，SPACEX公司本身在材料和焊接领域上造诣相当深厚，说它因技术落后不得不采用不锈钢，这一说法本身没有说服力：光光是目前成熟的"猎鹰九号"火箭上就应用了诸如2195铝锂合金和钛合金栅格舵在内的"独门绝学"，和其它航天发射国家与企业拉开了不止一个身位。

而原本BFR火箭和其二级火箭兼飞船部分starship，也打算用类似的轻质合金与复合纤维隔热材料的组合打造，后者拥有在表面温度达到1700摄氏度时依旧保持结构稳定的特性。

图为"蚱蜢"悬停测试机，该火箭是猎鹰九号火箭复用的技术前驱，一如今日的starship。

但随着starship的 "真身"曝光，碳基复合材料明显已经让位于"粗笨"的不锈钢，这主要还是因为BFR火箭实在太大，其箭体直径将达到前无古人的12米——相比之下，长征五号的芯直径仅有5米，而登月的土星五号芯级也仅有10米，且还是"上小下大"的锥形布局，头锥部的直径远远没有达到10米。

图为BFR飞船入轨后和航天飞机的等比例对比想象图，可见其体积之大。

而很显然，在如此之大的舱段上，碳基复合材料并不是万能的——根据SPACEX公司先前的计算和分析结果，BFR火箭的starship上面级必须要使用多种性能规格皆不同的碳基复合材料，才能把合金箭体的温度控制在合理的标准。

毫无疑问，处理多种复合材料将使得BFR火箭达到制造变得无比繁琐，也完全不符合SPACEX将运载火箭变成民航客机一样"白菜化"的交通工具的初衷。

图为BFR飞船段着陆火星的假想图，庞大的体积使得隔热成为前所未有的挑战。

也正因如此，曾经在美国航天史上"昙花一现"的主动强制散热技术被重新推到舞台中央：借助本身强度和耐热性能都有保障的不锈钢，SPACEX将在starship的外壳内部敷设散热管线，并使用BFR火箭本身的液体甲烷作为散热液体，或是添加一个防爆防燃的液氮-氮气循环系统。而值得一提的是，从NASA和美国空军对猎鹰九号的分析报告来看，主动强制散热技术已在第五批次火箭上得到实际应用，而SPACEX的此举无疑是早早为BFR火箭铺平了前进道路。

图为箭体排布得密密麻麻的SPACEX厂房。

当然，对于starship外观酷似"钢制水塔"的事实，外界难免对此冷嘲热讽,，认为"不锈钢造火箭"不靠谱的声音也不在少数。但不可否认的是，从十年前"猎鹰一号"火箭摇摇摆摆地上天之后，这十年间SPACEX就不停地在刷新航天领域的"三观"：火箭回收复用、多发动机并联、多芯级并联、超低发射成本等一系列看似不可能的"幻想"现如今已经全部变为现实。

当然，在starship真正成为"星际快船"之前，没有人能肯定SPACEX疯狂的冒险能不能成功。不过，好在这一次我们都将是见证者。