穀神星一號火箭為什麼是黑色的？外殼用了一種你我都見過的新材料

2020-11-10 樸刀sword

近日我國航天領域又傳來好消息：11月7日15時12分，穀神星一號運載火箭在我國酒泉衛星發射中心成功首飛，並順利將天啟星座十一星送入預定軌道。

在看到新聞時很多網友都注意到一個細節：這次的火箭通體是黑色的，為什麼和我們通常見到火箭的白色外觀不一樣呢？

圖："穀神星一號"除了紅、白色的國旗、文字外，火箭通體黑色

圖：通常我們見到的火箭都是這樣的：清一色白色的外表面

根據官方給出的各方信息線索來綜合分析，此次火箭採用黑色外觀的原因很簡單：火箭外殼使用了新型碳纖維材料！

圖：這是幾年前的2017年5月，紐西蘭研發的商業火箭"電子"火箭，我們可以看到火箭外殼也是黑色的，研發方公布的原因是一樣的：外殼採用了碳纖維新材料。

那麼為什麼採用碳纖維材料？說到這裡應該大多數科技控網友們都已經秒懂了：重量輕、強度大！根據官方公布的數據，碳纖維材料只有傳統火箭金屬材料的百分之六十，也就是一半多一點，強度卻一樣，甚至更高。作為商業衛星，自然追求用最小的成本實現利益的最大化。紐西蘭的這種"電子"商業衛星為了節約成本，採用了一種"航模"級的發動機便能將火箭發射升空，這其中採用了新材料減重功不可沒。

圖：紐西蘭"電子"火箭的"盧瑟福"液氧煤油發動機和它的發明人貝克，這個發動機不但體積小，據說主要部分還是3D列印的，生產容易，周期短，十分利於商業運營（批量賺錢）。當然了，能用這麼小的發動機把火箭打上天還是因為火箭的重量輕。

那麼為什麼其它的火箭要刷成白色——為了隔溫

那麼為什麼其它傳統火箭都是白色的呢？因為最常見的火箭出於成本、安全以及技術考慮都是液體燃料，液體燃料對溫度十分敏感，而白色是隔絕外部溫度的最佳顏色（也是就不吸熱），所以我們看到的其它傳統火箭都刷成白色。而這次"穀神星一號"和紐西蘭的"電子"火箭一樣是以固體燃料為主（有小部分液體燃料但佔比很小），對溫度不敏感，因此對隔溫基本沒有需求。

既然對隔溫基本沒有需求或需求不大的話，顏料本身的重量便是個問題了。我們知道火箭上寸土寸金，每一克重量都是寶貴的。

我們以美國的太空梭舉例。這就是為何火箭最初還刷成白色，後續則"本色演出"，直接用材料本身顏色的原因：把省下的重量用在更需要的地方了。

圖：美國太空梭那個巨大的燃料箱最早的兩次發射為了好看便刷成了白色（上圖），後續則全部本色"裸奔"，原因便是如此。

圖：今後大家要是看到類似圖中這樣的長徵五號火箭就不要驚訝，淡定的和小夥伴們說：設計師摳門，省油漆~

最後：碳纖維是什麼？碳纖維為什麼是黑色的？

其實碳纖維作為一種前文所說的重量輕、結構強度大的新材料不光用在航天、軍事等特殊領域，其早已進入我們生活中的方方面面，只是很多人沒有注意到罷了。比如下面這些東西，都是碳纖維材料做的：

圖：碳纖維魚竿

圖：汽車用的各種碳纖維貼膜

圖：碳纖維自行車，騎友們知道一般來說價格和性能一樣感人

我們應該都注意到到了各種碳纖維材料產品都有個共同點：黑色的。至於原因嘛出身文科的小編引用教科書裡的解釋：碳纖維是由有機纖維經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料,它的結構與石墨類似，所以碳纖維都是黑的。

翻譯成大家好理解的話：碳纖維本來就是黑色的。

總結

"穀神星一號"是我國在商業衛星運營領域的一次大膽嘗試，既然是商業模式當然是要儘量減小成本，擴大收益，因此外殼便沒有上色，露出了材料的本色：黑色。

此外呢，除了節省重量外，有部分網友也提到使用黑色的另一個好處：造型挺酷！

——也對哈！既省錢又好看，何樂不為。

文章為樸刀軍事原創，如轉帖請註明，否則必追究法律責任，謝謝！

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