2018年底，美國太空探索公司SpaceX的老闆埃隆·馬斯克向世人展示了一艘人類歷史上最大的宇宙飛船，他給這艘飛船起了個極科幻的名字“星艦”Starship。在馬斯克展示的PPT中，星艦通體黝黑，如同《星球大戰》裡的黑武士一樣在火星上空飛行。因為，SpaceX打算用最先進的材料碳纖維來打造這艘未來飛船。

碳纖維星艦效果圖

僅僅過去了兩個月，2019年1月初，馬斯克又向媒體展示一張新圖片，在這張新圖片裡，18層樓高的星艦變成了銀白色。馬斯克稱這“看起來像液態銀”，因為SpaceX決定用不鏽鋼來打造星艦飛船。當然，飛船需要經過大量測試，一開始就採用昂貴的碳纖維來製造外殼顯然有點浪費——馬斯克迷們這樣想。

看起來像液態銀的星艦

然而接下來的星艦原型機測試卻讓馬迷們的臉有點疼，媒體紛紛提出質疑：老馬你不是來搞笑的吧！

星艦測試段看起來就是“液態銀”飛船的下半部分，也確實是由不鏽鋼製造，但這個名為“Starhopper”的大鐵桶表面坑坑窪窪，很顯然焊接工藝相當不過關。

Starhopper的工藝真是沒得說

外表其實不重要，因為SpaceX公司的目的是用它來測試發動機和飛行控制系統，只要它能離開地面，不炸，就成了。

2019年7月26日，這個9米粗的不鏽鋼圓桶飛到了20米高度，22秒後穩穩落回地面。馬斯克在社交媒體上興奮地宣佈：“Starhopper飛行成功，水塔可以飛哈哈！！”

飛起來的“水塔”

Starhopper能飛，這對於SpaceX來說並不是難事，因為“獵鷹9號”火箭的看家本領就是空中懸停、水平移位，類似的技術對於今天大多數航天強國都不算高精尖了。

隨著時間推移，SpaceX星艦的外形越來越向最初PPT草圖靠近，雖然外殼依然是不鏽鋼薄板，焊接工藝卻好了許多。2021年末，馬斯克正式宣佈，將來飛去火星的星艦飛船將只採用不鏽鋼，徹底拋棄碳纖維的設想！

不鏽鋼星艦

為什麼會這樣？難道馬斯克為了省錢甚至不惜拿火星移民的性命冒險嗎？

的確，在創立SpaceX的第一天起，馬斯克就把“省錢”二字玩到了極致，因為SpaceX的目標就是“降低太空運輸成本”，用最少的錢幹最大的事。為了省錢，這家航天公司一反所有航天機構高大上的形象，他們在荒地上搭建帳篷，僱傭普通焊工，找最便宜的原材料，在到處都是泥土和灰塵的地面建造火箭。如果不跟你說那是全球名氣最大的航天企業，你一定會以為是某個鄉鎮企業爭取到了一筆馬口鐵蒸籠的大單。

SpaceX的星艦工廠

有看官說了，甭管人家環境怎麼樣，活兒好，做出來的東西精緻就行。

話不多說，咱還是再上一張圖吧，這是SpaceX剛做好的星艦，已經矗立在發射塔架上準備測試了，大夥兒瞧睢工藝如何：

星艦細節感人

也難怪NASA對馬斯克用不鏽鋼造火箭多有抱怨：你這麼玩，不是砸我牌子麼？

但不鏽鋼便宜，這是誰都不能否認的事實。馬斯克算過一筆賬：用碳纖維造火箭，每公斤的成本超過135美元，同時碳纖維材料有35%的損耗，總的算起來每公斤需要200美元；同樣用301不鏽鋼薄板只需要3美元！碳纖維製造工藝複雜，專業技術人員每小時工資要250美元，而焊接不鏽鋼板的普通焊工每小時工資不到50美元。

這麼一算下來，如果用碳纖維材料造一個100噸重的飛船外殼要花幾千萬美元，而用不鏽鋼薄板幾十萬就搞定了。

碳纖維燃料儲箱在製造中

馬斯克棄用碳纖維不只因為它貴，而是它確實不適合星艦的任務要求。

碳纖維材料的優點是輕、強度高，隨著價格越來越便宜，不僅主流民航飛機大量採用碳纖維，連家用轎車和腳踏車等也越來越多地用它來作為結構部件和殼體。

但碳纖維的強度是有方向性的，在某些方向上它能承受很大壓力，而在另一個維度上卻又表現得很脆弱，如果將它製成直徑達12米的火箭外殼，依然需要設定額外的增強結構，這又使總重量增加，碳纖維輕薄的優點便不復存在。

如果殼體很脆弱

碳纖維不可焊接，如果要用它製造星艦殼體，你需要一個直徑12米、長度超過50米的巨大卷軸來纏繞纖維絲，然後再用一臺更大的裝置來抽真空、烘烤幾小時甚至幾天才成固化。這對於一心想省錢的馬斯克來說是不可想象的。相比之下，用3毫米厚的不鏽鋼板焊接幾乎不需要什麼裝置和投資，速度快多了。

批次生產的星艦頭錐

不鏽鋼在高低溫狀態下的效能要優於碳纖維。301不鏽鋼隔熱效能好，適合在8。5個大氣壓下儲存超低溫的液態氧；同時它還能承受火箭進入大氣層時摩擦產生的高溫，只是在溫度超過815℃時才失去強度，所以需要在與空氣摩擦最劇烈的位置鋪上隔熱陶瓷。

碳纖維導熱效能好，用它來裝液氧需要雙層殼來隔熱，這意味著額外增加重量；雖然它也能耐高低溫，但在重返大氣層時，發動機噴出的火焰會持續炙烤飛船外殼，同時飛船裡邊還有液態氧，這會使整個飛船或火箭變成熊熊燃燒的火球。

獵鷹火箭降落時的火焰

講了這麼多，你應該明白了，馬斯克並非僅僅是摳門才使用301不鏽鋼來製作星艦飛船，而是不鏽鋼確實有許多優點：它在同樣重量下強度更高，能適應極端高低溫環境，加工和維護的成本低，製造速度快，甚至不需要刷油漆……最最重要的，它確實太便宜。

相比之下，碳纖維過於高大上，它的材料成本是不鏽鋼的70倍，加工工藝複雜，精度要求苛刻，實際上如果要做到星艦任務所需要的強度，碳纖維的重量優勢並不明顯，更要命的是這東西在高氧環境下太容易燒了，搞不好就出人命。

所以SpaceX決定棄用碳纖維是有道理的，只是不知道2024年他們的不鏽鋼星艦是不是真可以飛去月球再安全飛回來？