V prvom vesmírnom programe sa SpaceX pri svojich plánoch na uskutočnenie kolonizácie Marsu spolieha na jedinečné vlastnosti ocele.
Spoločnosť SpaceX, ktorú v roku 2002 založil Elon Musk s cieľom znížiť náklady na vesmírne lety dostatočne na to, aby bola kolonizácia Marsu uskutočniteľná, vyvíja Starship – plne opätovne použiteľný, súkromne financovaný štartovací systém pre medziplanetárne a orbitálne vesmírne lety.
To, čo robí túto raketu jedinečnou, je materiál vybraný pre telo rakety Starship a jej Super Heavy Booster. Spoločnosť SpaceX, ktorá mala byť pôvodne vyrobená z-najmodernejších{2}}-uhlíkových vlákien, oznámila, že bude nahradená lesklou nehrdzavejúcou oceľou radu 300{5}}.
Ide o prvé použitie tohto materiálu v rakete od neúspešných pokusov v programe medzikontinentálnych balistických rakiet Atlas (ICBM) v 50. rokoch. Pri Hviezdnej lodi určenej na medziplanetárne cestovanie je však výber materiálu významným faktorom úspechu pokusov Spacexu dosiahnuť štvrtú planétu zo Slnka.
Výkon z nehrdzavejúcej ocele znamená, že Starship zvládne extrémne vysoké a extrémne nízke teploty
Vyrobené zo správnych látok
Vysoká teplota topenia-nehrdzavejúcej ocele je hlavnou výhodou pri cestovaní do vesmíru. Hliníkové alebo uhlíkové vlákna sú obmedzené na ustálenú{2}}prevádzkovú teplotu 150 stupňov , pričom krátkodobo fungujú pri teplote okolo 180 – 200 stupňov , čo však vedie k zoslabnutiu materiálu. Niektoré uhlíkové vlákna môžu pracovať nepretržite pri 200 stupňoch, ale tieto prichádzajú s kompromismi v pevnosti.
Ocele s vhodnou reguláciou odvodu tepla môžu fungovať pri teplotách až 820-870 stupňov . Ako taký sa pre tepelný štít hviezdnej lode použije inovatívny oceľový systém, ktorý chráni plavidlo pred vysokými teplotami počas vstupu na planétu s atmosférou ako Mars alebo Zem.
Tepelný štít pozostáva z dvoch vrstiev-z nehrdzavejúcej ocele spojených výstužami, medzi ktorými preteká voda. Vonkajšia časť má mikro-perforácie, ktoré potom umožňujú „vypúšťanie“ vody a udržiavanie nízkych teplôt vďaka ochladzovaniu transpiráciou.
Zníženie nákladov na cestu na Mars je rozhodujúce pre celkový úspech projektu a nerezová-oceľ tu výrazne prevyšuje svojich konkurentov. Uhlíkové vlákno stojí 135 USD za kilogram a viac ako tretina materiálu sa zlikviduje počas výrobného procesu, čo znamená, že skutočné-náklady sa pohybujú okolo 200 USD za kilogram. Ekvivalentné množstvo nehrdzavejúcej ocele vás vyjde len na 3 doláre.
Neuveriteľná nákladová výhodnosť a výkon nehrdzavejúcej ocele{0}} sú životne dôležité pre úspech misie SpaceX na Mars
Váha sveta
Pri vypúšťaní plavidla z atmosféry Zeme treba zvážiť každý gram a podľa možnosti ho eliminovať. Ocele by sa tradične nepovažovali za ľahkú variantu, ale jedinečné vlastnosti-nehrdzavejúcej ocele z nej v skutočnosti robia najlepšiu voľbu na udržanie nízkej hmotnosti.
V chladnej tme vesmíru je teplota mrazivých -270 stupňov . Pri týchto kryogénnych teplotách sa pevnosť nehrdzavejúcej ocele zvýši o 50 %. Obsah chróm-niklu v jeho make-upe znamená, že nekrehne ani pri veľmi nízkych teplotách.
Pre medziplanetárnu raketu je ideálnym materiálom vysoká ťažnosť, vysoká húževnatosť a veľmi malá pravdepodobnosť zlomenín pri prevádzke v kryogénnom prostredí. Tieto vlastnosti znamenajú, že je možné použiť menej materiálu, čím sa znižuje hmotnosť a vďaka tomu je nehrdzavejúca-oceľ veľmi vhodná na cestovanie vesmírom.
Hviezdna loď je navrhnutá na opakované použitie, pričom SpaceX tvrdí, že plavidlo môže byť pripravené na opätovné spustenie už hodinu po pristátí. S týmto vedomím tím spoločnosti pre materiály pracoval na novej zliatine nehrdzavejúcej-ocele s vyšším obsahom chrómu. Táto zliatina 304L je ešte odolnejšia voči korózii a degradácii, vďaka čomu je ideálna na ďalšie{4}}použitie, ktoré by si vyžadovala planetárna kolonizácia
Je jasné, že zatiaľ čo predstavivosť a zručnosť inžinierov SpaceX a statočnosť tímov astronautov, ktorí pilotujú svoje výtvory, poženú túto cestu ku hviezdam, je to trvalá sila ocele, ktorá robí pád ľudskej planéty na Mars veľmi reálnou možnosťou.
Obrázky: Shutterstock
