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在人类探索宇宙的宏大征程中，马斯克的星舰无疑是一艘承载着无限可能的未来之星。它那独特的设计和理念，正逐渐改变着我们对航天飞行的传统认知。想象一下，这样一艘设计超前的星舰，其目标竟是一次能将100人送上火星。然而，当我们深入了解它的构造，却会发现一些让人意想不到的元素。比如，有人调侃它外壳像是家里的不锈钢脸盆，燃料如同做饭的煤气罐。实际上，星舰箭体主要采用不锈钢材质，而这一选择背后有着深刻的考量。在研发初期，星舰并非一开始就选用不锈钢。最初，团队考虑使用更轻的碳纤维，毕竟它在航空航天领域有着良好的性能表现。但碳纤维的价格十分昂贵，每公斤高达130美元。要知道，星舰直径达九米，助推器更是长达70米，其巨大的体积和规模意味着如果采用碳纤维，成本将是一个天文数字。而且，当碳纤维在返回大气层时，面对200度的高温环境，其强度会大幅下滑，为了弥补这一不足，就需要增加更多的隔热瓦，这不仅增加了重量，也进一步加大了星舰的负担。随后，团队尝试使用猎鹰九号同款的铝锂合金。虽然这种材料比碳纤维便宜，每公斤40美元，但在返回大气层时，在超过200度高温情况下，其强度也会大幅下降，效果并不理想。无奈之下，团队将目光转向了不锈钢。最初使用的301不锈钢在外太空极端低温环境下容易出现断裂且韧性不足。直到发现了车规级的30X不锈钢，这种看似普通、在日常生活中随处可见的不锈钢，却神奇地满足了星舰的所有要求。它每公斤仅4美元，相比铝锂合金，成本降低了十倍。而且制作方便，只需在低温环境下通过轧机卷压即可。这看似简单甚至有些寒酸的材料，却成为了星舰外壳的理想之选，它不仅强度和韧性能够满足要求，还能极大地节省成本。星舰的另一大亮点便是其猛禽发动机。相比其他型号发动机动辄两三千万美元的造价，一台猛禽发动机的成本仅需它们的十分之一，甚至马斯克表示未来有望将其造价降低到25万美元一台。这一价格的降低，并没有影响猛禽发动机的卓越性能。其最大推力可达惊人的280吨，而星舰上一共装载有39台猛禽发动机在助推器上，还有6台在飞船上，两者加起来高度达120米，直径9米，起飞质量达5000吨，成为有史以来最大的火箭。猛禽发动机使用的低温液氧和液甲烷作为推进剂，这一选择看似有些“中庸”。![]()
甲烷相较于煤油，能提供更好的性能，但不如氢气；比氢气易存储，却比煤油难。然而，当考虑到未来星舰登陆火星并返回地球的实际需求时，这一选择就变得明智起来。火星上95%的大气是二氧化碳，当人类登陆火星后，可以收集这些免费的二氧化碳，然后与氢气混合加热到400度，就能生成甲烷和水，不但为返程提供燃料，还能获得安全的饮用水。从发动机技术角度来看，猛禽发动机属于全流封闭循环发动机，这是一种极为先进的燃烧技术。在它之前，人类仅仅尝试过两次，均以失败告终。因为全流封闭循环发动机要求燃料和液氧进入主燃烧室之前，分别通过一个富燃预燃室和一个富氧预燃室，驱动4个两两同轴的涡轮高速转动。但在这个过程中，涡轮很容易在高温高压下融化。为了克服这一问题，工程师们不得不做出妥协，将部分气体排出预燃室，让发动机快速散热，这就形成了开放式循环系统，导致燃料燃烧不完全，出现黑烟，造成了极大的浪费。而猛禽发动机成功解决了这一问题。它在结构上与普通封闭循环发动机不同，所有燃料和氧化剂全部进入预燃室燃烧，然后才流入主燃烧室为火箭提供推力。这种设计加大了预燃室的流速，减小了预燃室内的温升，降低了涡轮的热负荷。同时，高流速还为火箭主燃烧室提供了更大的压力，产生了更大的推力和更高的比冲。而且甲烷燃烧不易形成积碳，猛禽引擎可以耗尽所有燃料和氧化剂，极大地节省了成本。星舰与猛禽发动机的完美结合，使得这艘“用着便宜铁皮，拖着煤气罐”的星舰成为一个耀眼的存在。它不仅具备强大的性能和巨大的潜力，还能以极低的成本实现高效的发射，一天发射一次的高频率更是让人对其未来的太空探索事业充满了期待。也许，马斯克的这一创新设计并非单纯地为了省钱，而是在有限的成本约束下，寻求实现人类太空探索梦想的最大可能性。当然，关于星舰的设计和技术运用，还有许多值得深入探讨和研究的地方，比如马斯克的团队是否借鉴了前苏联的相关技术等问题，都有待进一步交流和研究。但无论如何，星舰的出现，无疑将为人类探索宇宙开辟一条全新的道路。
