تجهیزات ساخته شده از مواد مناسب

مقدمه:

اسپیس ایکس (SpaceX) برای موشک مریخ استارشیپ به ورق استیل متکی است. اسپیس ایکس برای اولین بار بدر یک برنامه فضایی، برای برنامه های خود جهت تحقق استعمار مریخ بر کیفیت منحصر به فرد فولاد متکی است. اسپیس ایکس که در سال 2002 توسط ایلان ماسک با هدف کاهش هزینه های پرواز فضایی به اندازه کافی برای امکان پذیر ساختن استعمار مریخ تأسیس شد، هم اکنون در حال توسعه Starship است و یک سیستم پرتاب کاملاً قابل استفاده مجدد و با بودجه خصوصی برای پروازهای فضایی بین سیاره ای و مداری است. چیزی که این موشک را منحصر به فرد می کند، مواد انتخاب شده برای بدنه موشک استارشیپ و تقویت کننده فوق سنگین آن است. SpaceX که در ابتدا قرار بود از فیبر کربن پیشرفته ساخته شود، اعلام کرد که با ورق استیل درخشان سری 300 جایگزین خواهد شد. این اولین استفاده از این ماده در یک موشک پس از تلاش های ناموفق در برنامه موشک های بالستیک قاره پیمای اطلس (ICBM) در دهه 1950 است. با این حال، با Starship در نظر گرفته شده برای سفر بین سیاره ای، انتخاب مواد عامل مهمی در موفقیت تلاش های Spacex برای رسیدن به سیاره چهارم از خورشید است.

تجهیزات ساخته شده از مواد مناسب:

نقطه ذوب بالای ورق استیل یک مزیت بزرگ در سفرهای فضایی است. آلومینیوم یا فیبر کربن به دمای عملیاتی 150 درجه سانتیگراد با دوره های کوتاه مدت در حدود 180 تا 200 درجه سانتیگراد محدود می شود، اما منجر به ضعیف شدن مواد می گردد. برخی از الیاف کربن می توانند به طور مداوم در دمای 200 درجه سانتیگراد کار کنند، اما این الیاف با کاهش قدرت همراه هستند. فولادها با کنترل های اتلاف حرارت مناسب می توانند در دماهای بالای 820 تا 870 درجه سانتیگراد عمل کنند. به این ترتیب، یک سیستم نوآورانه ساخته شده از فولاد برای سپر حرارتی Starship استفاده خواهد شد که از سفینه در برابر دمای بالای تجربه شده در هنگام ورود به سیاره ای با جو مانند مریخ یا زمین محافظت می کند.
سپر حرارتی دارای دو لایه ورق استیل است که با رشته‌ها به هم متصل شده‌اند و آب بین آنها جریان دارد. قسمت بیرونی دارای سوراخ های ریز است که به آب اجازه می‌دهد تا "نشت" کند و دما را از طریق خنک سازی تعریقی پایین نگه دارد.
کاهش هزینه سفر به مریخ برای موفقیت کلی پروژه بسیار مهم است و در اینجا ورق استیل بسیار بهتر از رقبای خود عمل می کند. فیبر کربن به ازای هر کیلوگرم 135 دلار هزینه دارد و بیش از یک سوم مواد در طول فرآیند تولید از بین می‌رود، به این معنی که هزینه واقعی حدود 200 دلار در هر کیلوگرم است. مقدار معادل ورق استیل فقط 3 دلار به شما باز می گرداند.

وزن تجهیزات سفر به مریخ:

هنگام پرتاب یک کشتی به خارج از جو زمین، هر گرم باید در نظر گرفته شود و در صورت امکان حذف شود. به طور سنتی، فولادها گزینه سبک وزنی در نظر گرفته نمی شوند، اما ویژگی های منحصر به فرد ورق استیل در واقع آن را به بهترین انتخاب برای کاهش وزن تبدیل می کند.
در تاریکی سرد فضا، دما در یخبندان منفی 270 درجه سانتیگراد است. در این دماهای برودتی، استحکام ورق استیل تا 50 درصد افزایش می یابد. محتوای کروم نیکل در آرایش آن به این معنی است که حتی در دمای بسیار پایین نیز شکننده نمی شود.
برای یک موشک بین سیاره‌ای، شکل‌پذیری بالا، چقرمگی بالا و احتمال شکستگی بسیار کم هنگام کار در محیط‌های برودتی، مواد عالی را ایجاد می‌کند. این ویژگی ها به این معنی است که مواد کمتری را می توان استفاده کرد، وزن را کاهش می دهد و ورق استیل را برای سفرهای فضایی بسیار مفید می کند.
استارشیپ برای استفاده مکرر طراحی شده است و اسپیس ایکس ادعا می کند که سفینه می تواند تنها یک ساعت پس از فرود برای پرتاب مجدد آماده شود. با در نظر گرفتن این موضوع، تیم تحقیقاتی مواد روی یک آلیاژ جدید ورق استیل با محتوای کروم بالاتر کار کرده است. این آلیاژ L304 حتی در برابر خوردگی و تخریب نیز مقاوم‌تر است و آن را برای استفاده مجدد مستمر از استعمار سیاره‌ای مناسب می‌کند.
واضح است در حالی که تخیل و مهارت مهندسان اسپیس ایکس و شجاعت تیم‌های فضانوردی که خلبان خلاقیت‌هایشان هستند، این سفر را به سوی ستاره‌ها هدایت می‌کنند، این قدرت پایدار فولاد است که سقوط سیاره‌ی انسان در مریخ را به یک امکان بسیار واقعی تبدیل می‌کند.

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی