最近半個月的時間裏，美國航天界一直是話題的焦點，各種令人啼笑皆非的操作層出不窮。讓我慢慢來分享這些故事。
我們先來看國內的一個值得慶祝的訊息，可能被很多人忽略了，那就是「中國空間站超高溫合金材料」專案取得了重大突破。這個研究由西北工業大學的科研團隊領導，關鍵技術是「超高溫合金」。這種技術是什麽？它有什麽作用？
有人在評論區經常問，「中國的航天發展跟我每月三千元的薪水有什麽關系？」今天的文章正好可以回應這種疑問。
西北工業大學的這種「超高溫合金」主要成分包括鈮（Nb）金屬合金。鈮是一種耐熱金屬，原子序數為41，其熔點超過2400攝氏度。當鈮與其他元素結合形成合金時，不僅能夠承受高溫和腐蝕，而且在高達數千度的高溫環境下，仍保持極佳的機械效能。
那麽，超高溫合金通常用於哪些地方？主要套用於航空發動機的核心部件，尤其是渦扇發動機，也就是飛機的「心臟」。其中使用的鈮合金，以及包含鈷、鉬、鎳等元素的合金都極為關鍵。
舉個例子，渦扇發動機的高壓渦輪部件條件極為苛刻，每分鐘的轉速可超過10,000轉，溫度高達1800攝氏度。
尤其是第六代戰鬥機使用的新一代發動機，其理論推重比可能超過15，高壓渦輪的進氣溫度可能達到2100攝氏度，遠超普通發動機使用的高溫合金的熔點。
如果你想研發第六代戰鬥機，超高溫合金技術的突破就是必須的。耐高溫只是第一步，渦扇發動機使用的超高溫合金材料還需要滿足三個基本標準：一是高溫強度，二是常溫下的韌性，三是抗高溫氧化。
高溫強度意味著即便材料被加熱至紅熱狀態，也不能軟化；常溫韌性指的是許多非金屬陶瓷雖耐高溫，但常溫下易碎，這是不被允許的；高溫抗氧化性則是指在高溫下，材料表面不能與空氣中的氧氣反應產生氧化物。
想象一下發動機葉片在2000多度高溫下，幾乎不與氧氣發生反應，這個要求的難度非常高。高溫下不軟化、不氧化，低溫又不能變脆，這些要求必須同時滿足，非常困難。
而且，將這種超高溫合金精確地加工成高壓渦輪葉片的形狀是一個巨大的挑戰。這些葉片的剖面必須完美地符合翼型曲線，內部還是空心的，包含非常精密的冷卻管路。
為了更好地研發發動機，必須對這些超高溫合金材料進行深入的物理特性分析，尋找更優的冶煉配方，以提高這三個基本效能指標。
但在地面上進行這種兩三千度的金屬物理特性研究非常困難，甚至很難找到能承受這樣高溫的容器。即使找到了，容器與實驗材料的接觸面在高溫下可能發生反應，汙染試驗樣本。
怎樣避免容器與實驗材料直接接觸呢？
科學家們發現，在地面上實作這一點很困難，但在太空中就變得可能。在微重力環境下，鈮合金可以懸浮在容器中，完全不接觸容器表面。使用微波或電磁感應加熱至兩三千度，可以完全避免高溫容器耐熱性和材料汙染問題。
從2021年9月份開始，西北工業大學的科研團隊已經將三批超高溫合金試驗樣品透過天舟三號、四號、五號貨運飛船送往中國空間站。其中第一批樣品包括36種不同配方的鈮合金。
空間站內有兩個專用的實驗櫃，「高溫材料科學實驗櫃」和「無容器材料實驗櫃」，為這些超高溫合金提供了理想的實驗條件。
在航天員的操作下，西工大科研團隊獲得了大量寶貴的實驗數據，完成了鈮合金在微重力環境下的加熱、熔化、冷卻、過冷、凝固等一系列物理實驗。
這意味著，未來我們甚至可以將一些特殊的零件在太空環境中進行冶煉和制造，特別是研究和生產飛機發動機的高壓渦輪葉片。
不僅是第六代戰鬥機和隱身轟炸機，還包括C919和C929等民用飛機，其未來的國產渦扇發動機也可能使用從太空中制造的葉片。
除了鈮合金，還有鋯合金也極具潛力。鋯的原子序數為40，其合金不僅具有極低的熱中子吸收截面，而且極為耐腐蝕，非常適合用於制造核反應堆的燃料棒外殼。
這意味著，如果你想構建效能更強大的核電廠、核動力航母或核潛艇，就必須開發更優秀的鋯合金材料。
從2021年開始，不同配方的鋯合金樣品也被送往中國空間站，科學家們不僅觀察到了與地面實驗截然不同的材料內部變化，還發現了鋯合金在失重狀態下融化和凝固過程中出現的新的漩渦狀組織結構，這些成果未來極可能套用於核電廠和核航母的反應堆中。
鋯合金的耐磨和耐腐蝕效能也使其成為制造人造關節的理想材料，未來這種技術可能拯救更多的患者。
總結來說，中國空間站不僅是一個技術孵化器，未來還可能成為生產許多稀有零件的工廠，這些零件將套用於國防、生物醫療、電腦等關鍵領域。就像在遊戲中升級裝備一樣，許多極其稀有的裝備可能只能在太空中研發。
因此，只有透過發展航空航天等高科技，我們才能為普通人的生存提供堅實的基礎。發展高科技，擴大經濟規模，緩解職場競爭，從而確保普通人的收入有基本的保障。
如果我們不投入到空間站的建設和太空資源的開發中，我們的產業升級速度可能會大幅減慢。甚至可能不僅無法保障低薪工作的穩定，和平的環境也可能無法維持。我們已經錯過了大航海時代，絕不能在航天時代再次落後。太空是人類未來的最後邊疆，我們必須勇敢探索，為後代造福。
