发布时间：1970-01-01 08:00:00
发布者：kaiyun
马斯克在美国国家科学院联席会议上接受提问时回答过这样的一个问题，我把他简略的总结了一下。
2.碳纤维是多孔的，星舰的燃料罐和氧气罐是气态加压的，分别用甲烷和纯氧。
如果加热的纯氧遇到碳纤维，很有可能会与碳纤维里的树脂和碳发生反应燃烧，所以要在容器罐中加惰性衬里防止外泄，增加了研发难度和成本。
3.火箭直径有九米，若使用碳纤维的话，根据所在位置不同，会把碳纤维包裹成60到220层不等。所以在包裹的过程中，既要准确无误，又要解决产生气泡.隔板之类常常要面对的问题。
4.星舰直径九米，助推器就有70米长，非常巨大。为了使碳纤维获得良好的性能，需要制造一个极其庞大的高压釜，这又是一个十分棘手的问题。
5.再入时，由于高温，而碳纤维的强度在两百度以上时就直线下滑，所以要厚重的隔热瓦，增加了整体的重量。
3.这种合金的强度在超过200度时，和碳纤维一样会直线下滑，所以同样需要厚重的隔热瓦增加了重量。
因为星舰的燃料甲烷和氧化剂纯氧都需要低温液态储存，而301系的不锈钢在低温度的环境下，会遇到易断裂的问题，韧性不够。
30X不锈钢：SpaceX自研的合金，比304系还要好。下面是他的优点。
2.强度问题。在低温度的环境下，不锈钢的强度会大幅度上升，是室温的两倍。因此在低温度的环境下进行冷加工，最后的强度与高级碳纤维和铝锂合金差不多。
3.而在低温度的环境下301系韧性不够易断裂的缺点，30X得到了解决，韧性和弹性都很好。
5.在高温环境下，相比于碳纤维和铝锂合金200度来说，不锈钢在800度甚至到1000度，都有足够的强度，因此隔热瓦很轻薄，并且只需在迎风面铺隔热瓦，背风面不需要铺隔热瓦，又某些特定的程度上减轻了重量。
不锈钢问题的起因是美国80年代初和90年代末的两代航天飞机。在第一代航天飞机受高成本困扰的情况下，NASA要求开发整体发射整体回收的航天飞机，承包商洛克希德解决了热防护问题，开发了划时代的线性气塞喷管发动机，但最后在碳纤维燃料箱上翻车了。虽然研发了合金燃料箱作为替代，但合同写明了一定要使用复合材料燃料箱，所以项目最终被取消。现在来做同种类型的产品，技术难度肯定是低很多的，但是到现在为止都没有人开发过同时耐高温和低温的大型碳纤维机体，这东西再怎么改进也还是树脂材料，不可能真的抗几百度高温，而且碳纤维的高成本问题是无解的。
如果采用碳纤维舰体，那星舰就需要非常厚实的隔热瓦，大幅度的增加重量，降低性能，而且碳纤维极端怕热，隔热瓦出任何一点问题都不行，这就必然拉高维护成本。
我们都知道哥伦比亚航天飞机事故是因为隔热瓦损坏烧穿了下面的铝合金机身，但在很早以前就已发生过类似的事故了，而那次没有机毁人亡的原因是，脱落的隔热瓦下面正好是一个不锈钢部件，它硬挺过了外面几千度的高温气流。
按照马斯克的构想，星舰根本不需要隔热设计，再入大气层时，外部直接用燃料气膜隔离高温气流，内部蒸发残存燃料降温，万一局部失效还可以靠不锈钢硬挺。实际建造后发现这个设想行不通，因为蒸发散热本身就涉及大量管路，会大幅度降低可靠性。所以星舰中期的思路变成了主要靠隔热瓦，掉几十个都在允许范围内，的不锈钢能把热量快速传向周围，自己的温度控制在安全范围内。而碳纤维和铝合金完全做不到这点。
诡异的是，碳纤维、铝锂合金等等，为客服这些材料的缺点而增的重，最终可能不比不锈钢轻。碳纤维是轻了，强度高是高，但是得涂树脂才能成型，要克服超低温变硬脆，还得搞涂层；抗高温，防止碳钎维和树脂溶解或者燃烧，还是得搞涂层……铝锂合金低温性能还好，但是到了高温，强度就骤降，得上隔热瓦和抗蚀涂层……
美苏在挑战双3的时候，因为没有攻破钛合金的焊接和塑形问题，不约而同的选择了不锈钢，老美脑洞大开，研究了泡沫钢蜂巢钢，性能不错，但是没法焊接修补。约翰逊只好搞了硬着头皮搞钛合金；苏联接着莽不锈钢
因为目前超高强度不锈钢的强度已经足以把他的干质比做的非常好看了（干质比就是火箭空重与装了燃料之后的质量之比。比如火箭空重一吨，装满燃料之后20吨，那它的干质比就是20）。
干质比超过100后进入了全新的火箭性价比暴涨新玩法阶段！火箭从第一宇宙速度减速降低到不额外加隔热层再入大气层按3000米每秒计算 火箭需要减速4900米每秒，火箭排气速度3500米每秒，达成目标后的火箭从低轨减速到3000米每秒需要的干质比为e^（4900÷3500）≈4
干质比100的火箭干重十吨，单级入轨质量50吨，返回初始质量40吨，有效载荷10吨，
干质比200的火箭干重5吨，单级入轨质量50吨，返回初始质量20吨，有效载荷30吨，
干质比300的火箭干重3.3吨，单级入轨质量50吨，返回初始质量13.2吨，有效载荷36.8吨，
干质比500的火箭干重2吨，单级入轨质量50吨，返回初始质量8吨，有效载荷42吨，
在近地轨道任务中干质比500的火箭就能够完全满足回收型一切奇葩需求了（这个干质比的火箭进入大气层后是不用发动机开机的，因为这么高强度的材料加上把燃料消耗完之后的火箭密度可完全像羽毛一样飘落到地面而不受到损伤），前提是它的成本不高到要用克拉来计算造价，不过貌似贵到以克拉计价问题也不大，一千吨干质比500的火箭才2吨也就是1千万克拉。
按照一百元一克拉的国产钻石计算也就十亿元成本，复用一千次的成本也就100万一次，加上四倍维护与燃料费用也就500万一次42吨，每公斤载荷打进LEO轨道的成本也就119块钱一公斤，换成美刀比马老板PPT的便宜十刀……，马老板牛逼(´-ω-`)
因为马斯克用的都是自己的钱，不是纳税人的钱，也不是国家经费，没人给报销，你花公家钱办公务和花自己钱办私事能一样？
