Perché l'astronave SpaceX è nera e argento

Oggi, annidato sulla punta meridionale del Texas, vicino al piccolo villaggio di Boca Chica, si trovava un razzo spaziale non così piccolo: il mega-razzo Starship di SpaceX.

Mentre il sole mattutino sorgeva all'orizzonte, scintillando sul guscio d'acciaio argentato del razzo, la Starship si lanciò verso lo spazio per la prima volta. Non è arrivato nello spazio. È esploso poco dopo il decollo. Ma ciò non impedirà a SpaceX di continuare a costruire altri prototipi di astronavi e riprovare, perché il fondatore Elon Musk ha grandi progetti per questo altrettanto enorme razzo.

Starship non solo è il razzo più grande e potente del mondo, ma sembra anche diverso da qualsiasi cosa SpaceX abbia mai costruito. In effetti, non assomiglia a nessun altro razzo al mondo.

Come mostrato di seguito, il mega-razzo è composto da due stadi. Il primo stadio del razzo, chiamato Super Heavy (all'estrema sinistra), è completamente argentato, mentre il secondo stadio della navicella spaziale, soprannominato Starship, è per metà argento e per metà nero.

Questa combinazione di colori argento-nero rappresenta un grande cambiamento rispetto ai razzi bianchi Falcon 9 di SpaceX o allo Space Launch System arancione e bianco della NASA.

Allora perché le specifiche appariscenti, SpaceX?

L'aspetto prevalentemente argentato dell'astronave deriva da un tipo di lega non corrosiva chiamata acciaio inossidabile della serie 300. È la prima volta che qualcuno realizza un razzo con questo materiale dagli anni '50.

Il motivo per cui la maggior parte delle aziende missilistiche evita l'acciaio è perché è pesante, e più pesante è il tuo razzo, minore è il carico utile che puoi trasportare nello spazio con gli stessi serbatoi di carburante.

Invece, il telaio esterno della maggior parte dei razzi è costruito con metalli resistenti ma leggeri come alluminio e titanio. Il titanio è ottimo per mantenere leggero un razzo, ma può costare da 15 a 20 volte di più dell'acciaio.

Ecco perché, nel 2019, SpaceX ha sostituito le alette della griglia in titanio dei suoi razzi Falcon 9 con alette in acciaio saldate. Tuttavia, il costo non è l’unica ragione per cui SpaceX ora preferisce l’acciaio al titanio nei suoi razzi.

Secondo gli esperti di scienza dei materiali, l’acciaio funziona meglio in condizioni di temperature estreme rispetto al titanio. Ciò significa sia in condizioni di caldo estremo, come durante il lancio e il rientro atmosferico, ma anche con freddo estremo, come nello spazio profondo.

E questo è importante poiché la missione di Starship è quella di trasportare eventualmente gli esseri umani sulla Luna e su Marte, esponendo la navicella spaziale a temperature fredde fino a -455 gradi Fahrenheit (-270 gradi Celsius), che potrebbero rendere la maggior parte del materiale del razzo debole, fragile e soggetto a crepe. o si rompe.

L’acciaio inossidabile, d’altra parte, aumenta effettivamente la sua resistenza a queste temperature criogeniche, rendendolo ideale per i viaggi nello spazio profondo.

Inoltre, Mike Gruntman, professore di astronautica presso l'Università della California del Sud, ha dichiarato a Insider: "È essenziale utilizzare l'acciaio inossidabile per prevenire la corrosione. La pelle del veicolo è soggetta a carichi dinamici durante l'ascesa a motore attraverso l'atmosfera, quindi la resistenza strutturale "Anche i materiali sono importanti. Inoltre, anche il prezzo gioca un ruolo."

L'astronave ha un ventre nero, simile agli Space Shuttle della NASA, e anche per ragioni simili.

Il nero è una serie di piastrelle esagonali resistenti al calore realizzate in silice, progettate per proteggere la navicella spaziale dalle temperature torride mentre rientra nell'atmosfera terrestre.

Puoi vedere un primo piano di queste piastrelle in azione da più lanciafiamme in questo video che il fondatore e CEO di SpaceX Elon Musk ha pubblicato su Twitter nel marzo 2019:

Una differenza tra le tessere dell'Astronave e quelle degli Space Shuttle è la loro forma esagonale. Le tessere delle Navette erano quadrate.

Quando un utente di Twitter ha chiesto informazioni sulla forma insolita della piastrella, Musk ha risposto che le piastrelle di forma esagonale non lasciano "nessun percorso diretto affinché il gas caldo possa accelerare attraverso gli spazi vuoti".

In altre parole, si tratta di una misura aggiuntiva per evitare che la navicella spaziale si surriscaldi ed esploda al rientro.

Il motivo è semplice: il costo.

Il bianco assorbe la minor quantità di calore tra tutti i colori dello spettro visibile, il che aiuta a mantenere il razzo il più fresco possibile. E questo è importante poiché il carburante per missili in genere deve essere mantenuto a temperature comprese tra -297 gradi Fahrenheit e -432 gradi Fahrenheit.