SpaceX Starship이 검은색과 은색인 이유

오늘 오전, 보카치카라는 작은 마을 근처 텍사스 최남단에 자리잡은 그다지 작지 않은 우주 로켓인 SpaceX의 스타십 메가 로켓이 자리잡고 있었습니다.

아침 해가 지평선 위로 떠오르면서 로켓의 은강 껍질에서 빛나며 스타쉽은 처음으로 우주를 향해 발사되었습니다. 우주로 가지 못했습니다. 이륙 직후 폭발했습니다. 하지만 SpaceX가 계속해서 더 많은 Starships 프로토타입을 제작하고 다시 시도하는 것을 막지는 못할 것입니다. 창립자 Elon Musk는 이 똑같이 거대한 로켓에 대한 매우 큰 계획을 가지고 있기 때문입니다.

스타쉽은 세계에서 가장 크고 가장 강력한 로켓일 뿐만 아니라 SpaceX가 지금까지 만든 어떤 로켓과도 다르게 보입니다. 사실, 그것은 세계의 다른 어떤 로켓과도 전혀 닮지 않았습니다.

아래 그림과 같이 메가로켓은 2단으로 구성되어 있습니다. Super Heavy(맨 왼쪽)라고 불리는 1단계 로켓 부스터는 완전히 은색이며, Starship이라고 불리는 2단계 우주선은 절반은 은색, 절반은 검은색입니다.

이 은색-검정색 구성표는 SpaceX의 흰색 Falcon 9 로켓이나 NASA의 주황색 및 흰색 우주 발사 시스템과 크게 달라진 것입니다.

그렇다면 왜 화려한 사양인 SpaceX를 사용하는 걸까요?

Starship의 대부분은 은색 외관은 300 시리즈 스테인레스 스틸이라는 일종의 비부식성 합금에서 비롯됩니다. 1950년대 이후 누군가가 이 물질로 로켓을 만든 것은 이번이 처음이다.

대부분의 로켓 회사가 강철을 기피하는 이유는 강철이 무겁기 때문입니다. 실제 로켓이 무거울수록 동일한 연료 탱크로 우주로 운반할 수 있는 탑재량이 적어집니다.

대신, 대부분의 로켓의 외부 프레임은 내구성이 뛰어나지만 알루미늄이나 티타늄과 같은 가벼운 금속으로 제작됩니다. 티타늄은 로켓의 경량화에 탁월하지만 강철보다 가격이 최대 15~20배 더 비쌉니다.

이것이 바로 SpaceX가 2019년에 Falcon 9 로켓의 티타늄 그리드 핀을 용접 강철 핀으로 교체한 이유입니다. 그러나 이제 SpaceX가 로켓에서 티타늄보다 강철을 선호하는 이유는 비용만이 아닙니다.

재료 과학 전문가에 따르면 강철은 티타늄보다 극한의 온도 조건에서 더 잘 작동합니다. 이는 발사 및 대기권 재돌입과 같은 극도의 열기와 깊은 우주와 같은 극한의 추위를 모두 의미합니다.

그리고 스타쉽의 임무는 결국 인간을 달과 화성으로 이동시켜 우주선을 화씨 영하 455도(섭씨 영하 270도)의 추운 온도에 노출시키는 것이기 때문에 이는 중요합니다. 이로 인해 대부분의 로켓 재료가 약하고 부서지기 쉬우며 균열이 발생하기 쉽습니다. 또는 휴식.

반면에 스테인리스강은 실제로 이러한 극저온에서 강도가 증가하므로 깊은 우주 여행에 이상적입니다.

또한 서던캘리포니아대학교 우주비행학 교수인 마이크 그런트만(Mike Gruntman)은 인사이더에게 "부식을 방지하려면 스테인리스강을 사용하는 것이 필수적이다. 차량 표면은 대기를 통해 동력으로 상승하는 동안 동적 하중을 받기 때문에 구조적 강도가 매우 강하다"고 말했다. 소재도 중요하고 가격도 중요해요."

Starship에는 NASA의 우주 왕복선과 유사한 검은색 하복부가 있으며 비슷한 이유도 있습니다.

블랙은 실리카로 만든 일련의 내열성 육각형 타일로 우주선이 지구 대기권에 다시 진입할 때 뜨거운 온도로부터 우주선을 보호하도록 설계되었습니다.

SpaceX 창립자이자 CEO인 Elon Musk가 2019년 3월 트위터에 게시한 이 비디오에서 여러 화염방사기에서 작동하는 이러한 타일의 클로즈업을 볼 수 있습니다.

스타쉽 타일과 우주 왕복선 타일의 한 가지 차이점은 육각형 모양입니다. 셔틀의 타일은 정사각형이었습니다.

한 트위터 사용자가 타일의 특이한 모양에 대해 물었을 때 머스크는 육각형 모양의 타일이 "뜨거운 가스가 틈새를 통해 가속되는 직선 경로가 없다"고 대답했습니다.

즉, 우주선이 과열되어 재진입 시 폭발하는 것을 방지하기 위한 추가 조치입니다.

이유는 간단합니다. 비용 때문입니다.

흰색은 가시 스펙트럼의 모든 색상 중에서 가장 적은 양의 열을 흡수하여 로켓을 최대한 시원하게 유지하는 데 도움이 됩니다. 로켓 연료는 일반적으로 화씨 -297도에서 화씨 -432도 사이의 온도를 유지해야 하기 때문에 이는 중요합니다.