Prestasi "Roket Penyepit" SpaceX Starship dan Peranan Teknik Pembuatan dan Kimpalan Keluli Tahan Karat

Program Starship SpaceX sekali lagi telah menulis semula buku tentang penerokaan angkasa lepas dengan pencapaian "roket penyepit" pada 13 Oktober 2024, di mana bahagian mekanikal menara pelancar berjaya menangkap roket peringkat pertama yang menurun. Acara ini bukan sahaja menandakan satu lagi lonjakan dalam teknologi pemulihan roket tetapi juga menyerlahkan kepentingan fabrikasi keluli tahan karat dan logam dalam pembuatan kapal angkasa moden.

Keputusan SpaceX untuk menggunakan keluli tahan karat sebagai bahan utama untuk Starship adalah pilihan teknikal yang dipertimbangkan dengan baik. Keluli tahan karat mempunyai ketahanan kakisan yang sangat baik, daya tarikan estetik dan kekuatan, semuanya pada kos yang agak rendah. Berbanding dengan bahan gentian karbon tradisional, keluli tahan karat mempamerkan peningkatan kekuatan sebanyak 50% pada suhu rendah dan menunjukkan kemuluran dan keliatan yang lebih baik. Selain itu, keluli tahan karat mengekalkan kestabilannya pada suhu tinggi, mampu menahan suhu sehingga 1500 hingga 1600 darjah Fahrenheit, yang penting untuk perlindungan terma roket yang memasuki semula atmosfera.

Kimpalan keluli tahan karat adalah teknologi utama yang menghubungkan bahan-bahan ini. Fabrikasi logam, keluli tahan karat kimpalan, memerlukan perhatian khusus kerana kekerasannya yang tinggi dan struktur kekisi padu berpusat muka, yang boleh menyebabkan pengerasan kerja. Semasa proses fabrikasi kimpalan, teknik dan peralatan khas diperlukan untuk memastikan kualiti kimpalan dan mengelakkan kecacatan seperti keliangan, kemasukan sanga, dan retak.

Kaedah biasa untuk mengimpal keluli tahan karat termasuk kimpalan Tungsten Inert Gas (TIG), kimpalan gas, kimpalan arka tenggelam, dan kimpalan manual. Setiap kaedah mempunyai kelebihannya; sebagai contoh, kimpalan TIG menawarkan perlindungan yang sangat baik, menghasilkan kimpalan yang terbentuk dengan baik tanpa sanga, permukaan licin, dan dengan itu, sambungan kimpalan dengan rintangan haba yang tinggi dan sifat mekanikal yang baik. Kimpalan manual, sebaliknya, digunakan secara meluas untuk fleksibiliti dan kesederhanaan operasinya.

Dalam prestasi "roket penyepit", kekuatan dan rintangan suhu tinggi keluli tahan karat telah digunakan sepenuhnya. Roket peringkat pertama Starship mesti menahan perubahan suhu yang melampau semasa pengembaliannya, dan ciri-ciri keluli tahan karat memastikan integriti dan keselamatan struktur roket. Selain itu, kemudahan pemprosesan keluli tahan karat juga memudahkan pembuatan dan penyelenggaraan roket yang pantas, yang penting untuk mencapai kebolehgunaan semula roket.

Pencapaian "roket penyepit" yang berjaya oleh SpaceX's Starship bukan sahaja menunjukkan potensi keluli tahan karat dalam pembuatan kapal angkasa moden tetapi juga menekankan peranan penting fabrikasi keluli tahan karat dalam memastikan integriti struktur kapal angkasa. Pencapaian ini bukan sahaja kejayaan teknologi tetapi juga meletakkan asas yang kukuh untuk penerokaan angkasa lepas dan matlamat bercita-cita tinggi seperti penjajahan Marikh.