I et første romprogram er SpaceX avhengig av stålets unike kvaliteter for sine planer om å gjøre Mars-kolonisering til en realitet.
SpaceX ble grunnlagt i 2002 av Elon Musk med mål om å redusere romfartskostnadene nok til å gjøre koloniseringen av Mars mulig, og utvikler Starship – et fullt gjenbrukbart, privatfinansiert oppskytingssystem for romfart mellom planeter og bane.
Det som gjør denne raketten unik er materialet som er valgt for kroppen til Starship-raketten og dens Super Heavy Booster. Opprinnelig planlagt å være konstruert av-moderne--karbonfiber, annonserte SpaceX at dette ville bli erstattet med skinnende 300--serie rustfritt stål.
Dette markerer den første bruken av dette materialet i en rakett siden mislykkede forsøk i Atlas intercontinental ballistic missile (ICBM)-programmet på 1950-tallet. Med Starship beregnet på interplanetariske reiser, er imidlertid materialvalg en vesentlig faktor for suksessen til Spacex sine forsøk på å nå den fjerde planeten fra solen.
Ytelsen i rustfritt stål betyr at stjerneskipet kan håndtere ekstremt høye og ekstremt lave temperaturer
Laget av de riktige tingene
Rustfritt-ståls høye smeltepunkt er en stor fordel når det kommer til romfart. Aluminium eller karbonfiber er begrenset til en stabil-driftstemperatur på 150 grader, med korte perioder på rundt 180-200 grader, men som fører til en svekkelse av materialet. Noen karbonfibre kan operere kontinuerlig ved 200 grader, men disse kommer med kompromisser i styrke.
Stål, med passende varmespredningskontroller, kan fungere ved temperaturer så høye som 820-870 grader. Som sådan vil et innovativt stålbygget system bli brukt til stjerneskipets varmeskjold, som beskytter fartøyet mot de høye temperaturene som oppleves under inntreden i en planet med en atmosfære som Mars eller Jorden.
Varmeskjoldet har to lag i rustfritt-stål sammenføyd med stringers, med vann som strømmer mellom dem. Eksteriøret har mikro-perforeringer som deretter lar vannet "blø" ut, og holder temperaturene lave gjennom transpirasjonskjøling.
Å redusere reisekostnadene til Mars er avgjørende for prosjektets generelle suksess, og her overgår rustfritt-stål sine konkurrenter. Karbonfiber koster $135 per kilogram, og mer enn en tredjedel av materialet kasseres under produksjonsprosessen, noe som betyr at den reelle-kostnaden er rundt $200 per kilo. Den tilsvarende mengden rustfritt stål vil sette deg tilbake bare $3.
Rustfritt-ståls utrolige kostnadsfordeler og ytelse er avgjørende for suksessen til SpaceXs Mars-oppdrag
Verdens vekt
Når et fartøy skytes ut av jordens atmosfære, må hvert gram vurderes og elimineres der det er mulig. Tradisjonelt ville ikke stål blitt ansett som et lettvektsalternativ, men rustfritt-ståls unike egenskaper gjør det faktisk til det beste valget for å holde vekten nede.
I det kalde mørket i verdensrommet ligger temperaturen på frost -270 grader. Ved disse kryogene temperaturene økes rustfritt ståls styrke med 50 %. Innholdet av krom-nikkel i sminken gjør at den ikke blir sprø selv ved svært lave temperaturer.
For en interplanetarisk rakett gir høy duktilitet, høy seighet og svært liten sjanse for brudd ved operasjon i kryogene miljøer det perfekte materialet. Disse egenskapene betyr at mindre materiale kan brukes, noe som reduserer vekten og gjør rustfritt-stål svært levedyktig for romfart.
Stjerneskipet er designet for gjentatt bruk, og SpaceX hevder at fartøyet kan være klart for relansering bare en time etter landing. Med dette i tankene har selskapets materialteam jobbet med en ny rustfri-stållegering med høyere krominnhold. Denne 304L-legeringen er enda mer motstandsdyktig mot både korrosjon og nedbrytning, noe som gjør den perfekt for fortsatt gjenbruk- av planetarisk kolonisering
Det er klart at selv om fantasien og dyktigheten til SpaceXs ingeniører og tapperheten til astronautteamene som styrer kreasjonene deres vil drive denne reisen inn i stjernene, er det stålets varige kraft som gjør menneskelig planetfall på Mars til en veldig reell mulighet.
Bilder: Shutterstock
