鲁达 耐热、加工性好、价格低廉，但单位重量大，不锈钢等钢铁材料目前在航天领域崭露头角。钛合金、铝镁合金、铝锂合金等耐热耐压、轻便耐用的新型金属材料，从内到外完成了火箭、宇宙飞船等航天运载工具的“材料学革命”，正在“天下统一”
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。（利刃/TO）