Почему звездолет SpaceX черно-серебристый

Ранее сегодня на самой южной оконечности Техаса, недалеко от небольшой деревни Бока-Чика, приземлилась не такая уж маленькая космическая ракета: мегаракета Starship компании SpaceX.

Когда утреннее солнце поднялось над горизонтом, сверкая от серебристо-стального корпуса ракеты, звездолет впервые отправился в космос. В космос он не попал. Он взорвался вскоре после старта. Но это не помешает SpaceX продолжать строить больше прототипов Starships и пытаться снова, потому что у основателя Илона Маска очень большие планы на эту столь же огромную ракету.

Starship не только является самой большой и мощной ракетой в мире, но и внешне не похож ни на что, что когда-либо создавала SpaceX. На самом деле она не похожа ни на одну другую ракету в мире.

Как показано ниже, мегаракета состоит из двух ступеней. Ракетный ускоритель первой ступени, названный Super Heavy (крайний слева), полностью серебристый, а космический корабль второй ступени, получивший название Starship, наполовину серебряный, наполовину черный.

Эта серебристо-черная цветовая гамма сильно отличается от белых ракет Falcon 9 от SpaceX или оранжево-белой системы космического запуска НАСА.

Так почему же такие яркие характеристики, SpaceX?

В основном серебристый внешний вид Starship обусловлен нержавеющей сталью 300-й серии, которая не подвержена коррозии. Ракету из этого материала сделали впервые с 1950-х годов.

Причина, по которой большинство ракетных компаний избегают стали, заключается в том, что она тяжелая, и чем тяжелее ваша настоящая ракета, тем меньше полезной нагрузки вы сможете доставить в космос на тех же топливных баках.

Вместо этого внешняя рама большинства ракет изготовлена ​​из прочных, но легких металлов, таких как алюминий и титан. Титан отлично подходит для облегчения ракеты, но он может стоить в 15–20 раз дороже, чем сталь.

Вот почему в 2019 году SpaceX заменила титановые ребра своей ракеты Falcon 9 на сварные стальные ребра. Однако стоимость — не единственная причина, по которой SpaceX теперь предпочитает сталь титану в своих ракетах.

По мнению экспертов в области материаловедения, сталь лучше работает в экстремальных температурных условиях, чем титан. Это означает как сильную жару, например, во время запуска и входа в атмосферу, так и сильный холод, например, в глубоком космосе.

И это важно, поскольку миссия Starship состоит в том, чтобы в конечном итоге доставить людей на Луну и Марс, подвергая космический корабль воздействию температур до -455 градусов по Фаренгейту (-270 градусов по Цельсию), что может сделать большинство материалов ракет слабыми, хрупкими и склонными к трещинам. или ломается.

С другой стороны, нержавеющая сталь фактически увеличивает прочность при таких криогенных температурах, что делает ее идеальной для путешествий в дальний космос.

Более того, Майк Грантман, профессор астронавтики в Университете Южной Калифорнии, рассказал Insider: «Очень важно использовать нержавеющую сталь для предотвращения коррозии. Обшивка транспортного средства подвергается динамическим нагрузкам во время механизированного подъема через атмосферу – поэтому прочность конструкции Выбор материалов также важен. Плюс цена тоже играет роль».

У Starship черное днище, как у космических челноков НАСА, и по тем же причинам.

Черный цвет представляет собой серию термостойких шестиугольных плиток из кремнезема, предназначенных для защиты космического корабля от палящих температур при его повторном входе в атмосферу Земли.

Вы можете увидеть крупным планом эти плитки в действии из нескольких огнеметов в этом видео, которое основатель и генеральный директор SpaceX Илон Маск разместил в Твиттере в марте 2019 года:

Одним из различий между плитками Starship и Space Shuttles является их шестиугольная форма. Плитки Шаттлов были квадратными.

Когда пользователь Твиттера спросил о необычной форме плитки, Маск ответил, что плитки шестиугольной формы «не оставляют прямого пути для ускорения горячего газа через зазоры».

Другими словами, это дополнительная мера по предотвращению перегрева и взрыва космического корабля при входе в атмосферу.

Причина проста: стоимость.

Белый поглощает наименьшее количество тепла среди всех цветов видимого спектра, что помогает ракете оставаться максимально прохладной. И это важно, поскольку ракетное топливо обычно необходимо хранить при температуре от -297 до -432 градусов по Фаренгейту.