„SpaceX“ raketa „Starship“ bus gaminama iš nerūdijančio plieno ir tai yra labai keista, bet Elonas Muskas paaiškino šį sprendimą

„Starship“ (anksčiau vadintą BFR arba „Big Falcon Rocket“) bus pirmoji modernių laikų raketa pagaminta iš nerūdijančio plieno. Kuomet Muskas paskelbė šią žinią „Twitter“ tinkle, ne vienas sukluso – ar „SpaceX“ vadovas kažką suklydo? Kodėl pasirinktas metalas, iš kurio gaminami puodai ir kriauklės?

Raketos gaminamos iš kompozitinių medžiagų. Pavyzdžiui, grafito matricoje sustiprinto anglies pluošto. „Starship“ neturėjo būti išimtis. Tai turėjo būti didžiausia ir pažangiausia raketa, pagaminta pagrinde naudojant anglies pluoštą bei kitas kompozitines medžiagas. Tačiau neseniai Muskas paskelbė, kad „Starship“ bus gaminamas iš nerūdijančio plieno – medžiagos, kuri šioje srityje yra nematyta nuo pat 20 amžiaus vidurio.

Yra daugybė priežasčių nenaudoti nerūdijančio plieno. Visų pirma, jis yra labai sunkus. Raketų konstrukcijai reikia labai didelio tikslumo, o su nerūdijančiu plienu yra pakankamai sunku dirbti. Tačiau svarbiausia yra tai, kad „Starship“ nuo pat pradžių, kuomet gimė kompiuterio ekrane buvo kuriama kaip anglies pluošto raketa. Tikriausiai net nereikia sakyti, kad anglies pluoštas ir nerūdijantis plienas yra dvi visiškai skirtingos medžiagos, turinčios nedaug bendro ir kitaip reaguojančios į, pavyzdžiui, ekstremalų karštį ar temperatūrų skirtumą. Nerūdijančio plieno raketos yra teoriškai įmanomos, tačiau vienos medžiagos kita taip paprastai nepakeisti.

Tačiau Muskas interviu Popularmechanics.com atskleidė, kad tai buvo jo idėja. Anglies pluošto problema yra kaina ir lėtas raketos gamybos progresas. Erdvėlaiviams tinkamo anglies pluošto kaina – 135 doleriai už vieną kilogramą. Tačiau bent 35 % audinio tenka išmesti (tai – įvairios nuopjovos). Taigi, kaina artėja prie 200 dolerių už kilogramą, kai tuo tarpu nerūdijantis plienas kainuoja apie 3 dolerius už kilogramą ir beveik neturi neperdirbamų atliekų. Komponentus sudaro 60-120 sluoksnių su ypatinga derva, kuri irgi nėra pigi, o tuos sluoksnius turi sudėlioti žmogaus rankos. Anglies pluoštas yra atsparus karščiui, o štai ta derva turi savo ribas.

Muskas sugalvojo visiškai unikalią idėją, kuri tarsi apeina nerūdijančio plieno trūkumus. Visų pirma, nerūdijančio plieno pramonė šiais laikais yra labai stipri, todėl pagaminti tikslius komponentus neturėtų būti sunku. Muskas pasirinko labai paprastą 301-os kategorijos nerūdijantį plieną (palyginimui, iš 304-osios kategorijos plieno yra gaminami virtuvės indai), todėl įrankių ir specialistų jam apdirbti – apstu. Nerūdijantis plienas taip pat yra labai sunkus, tačiau jis kur kas lengviau pakelia didžiulį karštį, todėl nereikės tiek daug izoliacinių medžiagų.

Iš tiesų Muskas sugalvojo ir visai unikalią raketos korpuso aušinimo sistemą. Korpusą bent vienoje pusėje  (toje, kuri leidžiantis būtų nukreipta žemyn) sudarytų du tarpusavyje sujungti nerūdijančio plieno sluoksniai, tarp kurių būtų tarpas, kuriuo cirkuliuotų skystis. Išoriniame korpuso sluoksnyje būtų labai mažos, praktiškai nematomos skylutės, per kurias tas skystis palengva tekėtų į išorę. „Starship“ sugrįžtant į atmosferą šis skystis šiek tiek padėtų aušinti raketos paviršių. Tačiau ir taip nerūdijančio plieno lydymosi temperatūra yra kur kas aukštesnė nei karštis, kuris sugadintų anglies pluoštą jungiančią dervą.

Nerūdijantis plienas taip pat yra šiek tiek patikimesnis, nes pirmiau linksta nei lūžta. Anglies pluoštas yra beveik nelankstus, ypač, kai iš jo pagamintas komponentas yra kiek storesnis. Net prasidėjus skilimui nerūdijantis plienas neleidžia jam lengvai plisti. Dar daugiau – itin dideliame šaltyje, priešingai nei kitų metalų ar anglies pluošto, nerūdijančio plieno tvirtumas tik didėja.

Elonas Muskas taip pat prisiminė ir „Atlas“ programos pradžią. „SM-65 Atlas“ raketa buvo pagaminta iš labai plono nerūdijančio plieno. Skarda buvo tokia plona, kad tik vidinis slėgis (įprastai azotas, o pasiruošus skrydžiui – kuras) palaikė raketos konstrukciją. Muskas patikino, kad „Starship“ dvisluoksnis korpusas leis jam išdidžiai stovėti pačiam be jokios vidinės pagalbos, nors vis tiek bus naudojama plona nerūdijančio plieno skarda. Tiesiog dviejų sujungtų korpusų konstrukcija suteiks standumo – juk „Starship“ turės ne tik pasiekti kosmosą, bet iš jo ir sugrįžti.

Idėja tikrai įdomi ir verta dėmesio. Muskas netgi patvirtino, kad išorinėje „Starship“ dalyje nebus jokių dažų ar termoizoliacinės dangos – raketa blizgės kaip koks nerūdijančio plieno termosas. Kyla tik klausimų dėl to aušinimo skysčio, kuris turės veržtis per skylutes korpuse ir vėsinti sugrįžtančią raketą. Muskas teigia, kad tai gali būti vanduo ar netgi kuras. Matyt, teks palaukti ir pamatyti, kaip atrodys ir veiks visiškai atnaujinta „Starship“ raketa.