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為何用不銹鋼板造太空飛船，好用！便宜！
不久前曾發(fā)推文，宣稱星際飛船(Starship)將由不銹鋼材料制造，而不使用碳纖維。據(jù)我們所知，這標(biāo)志著自20世紀(jì)50年代后期Atlas項(xiàng)目的失敗嘗試以來，不銹鋼材料首次被用于航天器制造方面。
實(shí)際上，早在圣誕節(jié)前幾天，馬斯克就曾透露，將對(duì)星際飛船進(jìn)行更多的調(diào)整。當(dāng)時(shí)馬斯克宣稱，最先進(jìn)的碳纖維構(gòu)成了星際飛船的火箭(以前稱為BFR，或大獵鷹火箭)主體，其超重型火箭助推器(Super Heavy)將被300系列不銹鋼所取代。1月10日時(shí)，馬斯克在Twitter上發(fā)布了星際飛船測試版本的照片，稱這是一架可以用于亞軌道垂直起降測試飛行的原型，飛行高度接近5000米。他把這些測試成為“跳躍測試”。
自揭開星際飛船的神秘面紗以來，馬斯克通過Twitter簡短地回答了許多好奇太空觀察者提出的直接問題。但在宣布這一消息兩周前，馬斯克在加州霍桑的SpaceX總部接受了《大眾機(jī)械》主編瑞安·達(dá)戈斯蒂諾(Ryan D'agostino)的獨(dú)家采訪，非常詳細(xì)地討論了這些改變背后的想法。
采訪摘要如下：
達(dá)戈斯蒂諾：你一直在忙著重新設(shè)計(jì)星際飛船?
馬斯克：是的。星際飛船和超重型火箭助推器的制造，我換成了特殊的不銹鋼合金。我想了一會(huì)兒，這有點(diǎn)違反直覺。我花了相當(dāng)多的精力說服團(tuán)隊(duì)朝這個(gè)方向前進(jìn)。但是現(xiàn)在，我相信他們已經(jīng)被說服了。我們始終在追求一種先進(jìn)的碳纖維結(jié)構(gòu)，但進(jìn)展非常緩慢，每千克成本為135美元。然后大概有35%的廢料，比如剪掉的部分有些再也無法使用。此外，這種碳纖維是用高強(qiáng)度樹脂浸漬的，非常麻煩。
達(dá)戈斯蒂諾：相比之下，不銹鋼如何?
馬斯克：不銹鋼最大的優(yōu)點(diǎn)是足夠便宜，而且生產(chǎn)速度很快，盡管它顯然不是最輕的材料。但實(shí)際上，這已經(jīng)是我們能找到的最輕適用材料。在不是特別低的溫度下，高質(zhì)量不銹鋼的性能和強(qiáng)度提高了50%。大多數(shù)鋼在低溫下會(huì)變得很脆，比如典型的碳鋼，當(dāng)你向上噴灑液氮并用錘子擊打時(shí)，它會(huì)像玻璃那樣粉碎。
大多數(shù)鋼材都是這樣，但鉻鎳含量較高的不銹鋼卻不會(huì)這樣。實(shí)際上它們的強(qiáng)度反而有所增加，延展性仍然很高。所以即使在零下165攝氏度條件下，延展性依然良好，非常堅(jiān)韌，且沒有斷裂的問題。斷裂韌性是一種性質(zhì)，如果某個(gè)物體有個(gè)小裂縫，材料是傾向于阻止裂縫還是擴(kuò)大裂縫?當(dāng)你經(jīng)歷多次振動(dòng)應(yīng)力循環(huán)時(shí)，材料中的一個(gè)小缺陷會(huì)放大多少?
