飛船、火箭外殼主要採用輕質金屬，多見鋁合金材質，此外鈦合金、碳纖維、玻璃纖維、合金鋼、陶瓷等都有一定的使用，這些材料都有宇航級的應用標準。
先說火箭，火箭設計中最重要的顧及因素是質量比，即即火箭的“幹質比”，火箭的速度由幹質比與排氣速度所決定，質量比越大，火箭可以達到的速度越大。所以，大量採用輕質材料，努力將火箭的空重降低是很有必要的，它直接影響火箭效能。
但目前人類掌握的輕質金屬並不算很多，且大多價格昂貴，比如鋰，它是最輕的金屬，但軟的很，還容易溶解，不堪大用。航天領域人們一般首選用鋁合金、鈦合金，鈦合金簡直棒棒噠，但它成型和加工困難，成本也實在是昂貴，所以挑大樑的仍然是鋁合金。
此外還有種鈧合金被認為是未來可取代鋁合金的新一代材料，被寄予了很高的期望。但多年來一直處於雷聲大雨點小的狀況，腳踏車架子造了不少，就沒見火箭真的用上，反倒是碳纖維、玻璃纖維和塑膠複合材質大有後浪撲前浪之勢。
像美國Rocket Labs公司就已經宣佈在設計碳纖維複合增強塑膠火箭，估測10年技術成型，歐洲航天局也已經就PHOEBUS先進碳複合材料原型技術開發，授予了阿利亞納集團和MT航空航天公司以協作合同，共同為阿利亞納火箭開發碳複合材料“ICARUS”，以降低阿利亞納-6火箭的鋁合金材料使用率和增加質量比，據悉專案如果成功，將提高阿拉亞娜-6近2噸的軌道運載能力，目前預計2025年“ICARUS”可投入使用。
載人宇宙飛船的外殼要求比火箭外殼高得多，一般要求有極高的熱防護效能，具備低熱導率、高熱阻、高碳層強度，此外還需要工藝效能好，能製作成複雜的外形結構。
比如中國的神舟飛船，它的主殼體有一層蜂窩狀的“燒蝕材料”，這種結構亦是國際上宇宙飛船普遍的區域性防熱手段，燒蝕層透過膠結的方式沾在飛船殼體上，在遭遇高溫時，以分解、熔化、蒸發、昇華的方式消耗質量，帶走熱量，繼而分散出去，讓熱量不至於傳導回艙內。
隔熱燒蝕層的具體材質主要是矽橡膠基材料，採用了夾心蒙皮結構，裡面放入了增強纖維、酚醛空心微球和玻璃空心微球的填料，而且製成的燒蝕填料需要填充進玻璃鋼結構的蜂窩裡，以提高材料的強度和抗氣流剪下能力。美國的“雙子星”、“阿波羅”等飛船使用的都是這種技術。
上圖.阿波羅飛船
大致的說起來，“雙子星”使用的為“側壁大面積防熱材料”，和“大底大面積防熱材料”，而“阿波羅”則使用了酚醛環氧低密度燒蝕材料AVCOAT5026- 39/HC-GP，蘇聯的“聯盟號”使用的是玻璃、石棉、酚醛、玻璃鋼和聚四氟乙烯燒蝕材料。
上圖.阿波羅14號返回艙
中國“神舟”使用的是自研H88、H96聚四氟乙烯低密度燒蝕材料，各國總體上最大的差別在於灌注工藝，中國採用了真空大面積自動化灌注，美國先用手工，後採用了脈衝震動灌注，蘇聯則採用手糊壓模。
上圖.聯盟號飛船
此外，神舟飛船外層還有層鋁合金蒙皮，根據官洩資料，它採用的是重慶西南鋁業提供的水壓加工高鎂鋁合金ＬＦ５材料，該項技術僅中美掌握。飛船的主體材質則是鈦合金，外側還有一定量的氮化矽隔熱瓦，但這些都比不上全燒蝕材料對飛船返回艙的影響大。
而鼎鼎大名的SpaceX公司則寒酸的多，他們為了壓縮成本，採用了不鏽鋼製造飛船的船身，馬斯克美其名曰“不鏽鋼堅固耐腐蝕，不需要頻繁塗刷隔熱層，拋光表面可反射輻射”。技術上它這個屬於更復雜卻不頂事兒的“輻射防熱”手段，即利用耐高溫和有高輻射特性的材料表面，將宇航器表面的氣動熱以熱輻射的方式擴散出去防熱，可以重複使用，但不耐受高熱流密度環境。所以說，商用還真別與國家級方案對掐。
當然，龍飛船上面SpaceX還是不敢真的耍滑頭，老老實實的使用了底部燒蝕材料的方案。
怎麼樣，現在明白宇宙飛船和火箭外殼的秘密了嗎？一般輕質材料部分會使用鋁合金、碳複合材料、合金鋼等，而重要的部分則會使用堅固的鈦合金、不鏽鋼組成，在需要耐火抗熱的部位，則會採用區域性燒蝕和全燒蝕方案，以聚四氟乙烯複合材料提高抗熱效能。
飛船、火箭外殼主要採用輕質金屬，多見鋁合金材質，此外鈦合金、碳纖維、玻璃纖維、合金鋼、陶瓷等都有一定的使用，這些材料都有宇航級的應用標準。
先說火箭，火箭設計中最重要的顧及因素是質量比，即即火箭的“幹質比”，火箭的速度由幹質比與排氣速度所決定，質量比越大，火箭可以達到的速度越大。所以，大量採用輕質材料，努力將火箭的空重降低是很有必要的，它直接影響火箭效能。
但目前人類掌握的輕質金屬並不算很多，且大多價格昂貴，比如鋰，它是最輕的金屬，但軟的很，還容易溶解，不堪大用。航天領域人們一般首選用鋁合金、鈦合金，鈦合金簡直棒棒噠，但它成型和加工困難，成本也實在是昂貴，所以挑大樑的仍然是鋁合金。
此外還有種鈧合金被認為是未來可取代鋁合金的新一代材料，被寄予了很高的期望。但多年來一直處於雷聲大雨點小的狀況，腳踏車架子造了不少，就沒見火箭真的用上，反倒是碳纖維、玻璃纖維和塑膠複合材質大有後浪撲前浪之勢。
像美國Rocket Labs公司就已經宣佈在設計碳纖維複合增強塑膠火箭，估測10年技術成型，歐洲航天局也已經就PHOEBUS先進碳複合材料原型技術開發，授予了阿利亞納集團和MT航空航天公司以協作合同，共同為阿利亞納火箭開發碳複合材料“ICARUS”，以降低阿利亞納-6火箭的鋁合金材料使用率和增加質量比，據悉專案如果成功，將提高阿拉亞娜-6近2噸的軌道運載能力，目前預計2025年“ICARUS”可投入使用。
載人宇宙飛船的外殼要求比火箭外殼高得多，一般要求有極高的熱防護效能，具備低熱導率、高熱阻、高碳層強度，此外還需要工藝效能好，能製作成複雜的外形結構。
比如中國的神舟飛船，它的主殼體有一層蜂窩狀的“燒蝕材料”，這種結構亦是國際上宇宙飛船普遍的區域性防熱手段，燒蝕層透過膠結的方式沾在飛船殼體上，在遭遇高溫時，以分解、熔化、蒸發、昇華的方式消耗質量，帶走熱量，繼而分散出去，讓熱量不至於傳導回艙內。
隔熱燒蝕層的具體材質主要是矽橡膠基材料，採用了夾心蒙皮結構，裡面放入了增強纖維、酚醛空心微球和玻璃空心微球的填料，而且製成的燒蝕填料需要填充進玻璃鋼結構的蜂窩裡，以提高材料的強度和抗氣流剪下能力。美國的“雙子星”、“阿波羅”等飛船使用的都是這種技術。
上圖.阿波羅飛船
大致的說起來，“雙子星”使用的為“側壁大面積防熱材料”，和“大底大面積防熱材料”，而“阿波羅”則使用了酚醛環氧低密度燒蝕材料AVCOAT5026- 39/HC-GP，蘇聯的“聯盟號”使用的是玻璃、石棉、酚醛、玻璃鋼和聚四氟乙烯燒蝕材料。
上圖.阿波羅14號返回艙
中國“神舟”使用的是自研H88、H96聚四氟乙烯低密度燒蝕材料，各國總體上最大的差別在於灌注工藝，中國採用了真空大面積自動化灌注，美國先用手工，後採用了脈衝震動灌注，蘇聯則採用手糊壓模。
上圖.聯盟號飛船
此外，神舟飛船外層還有層鋁合金蒙皮，根據官洩資料，它採用的是重慶西南鋁業提供的水壓加工高鎂鋁合金ＬＦ５材料，該項技術僅中美掌握。飛船的主體材質則是鈦合金，外側還有一定量的氮化矽隔熱瓦，但這些都比不上全燒蝕材料對飛船返回艙的影響大。
而鼎鼎大名的SpaceX公司則寒酸的多，他們為了壓縮成本，採用了不鏽鋼製造飛船的船身，馬斯克美其名曰“不鏽鋼堅固耐腐蝕，不需要頻繁塗刷隔熱層，拋光表面可反射輻射”。技術上它這個屬於更復雜卻不頂事兒的“輻射防熱”手段，即利用耐高溫和有高輻射特性的材料表面，將宇航器表面的氣動熱以熱輻射的方式擴散出去防熱，可以重複使用，但不耐受高熱流密度環境。所以說，商用還真別與國家級方案對掐。
當然，龍飛船上面SpaceX還是不敢真的耍滑頭，老老實實的使用了底部燒蝕材料的方案。
怎麼樣，現在明白宇宙飛船和火箭外殼的秘密了嗎？一般輕質材料部分會使用鋁合金、碳複合材料、合金鋼等，而重要的部分則會使用堅固的鈦合金、不鏽鋼組成，在需要耐火抗熱的部位，則會採用區域性燒蝕和全燒蝕方案，以聚四氟乙烯複合材料提高抗熱效能。