Under terrestriske forhold, under påvirkning af ilt, oxiderer metal, hvilket resulterer i rustdannelse. På trods af at folk har lært at håndtere dette problem, eksisterer det stadig og er for eksempel velkendt for mange bilejere, da kroppene på nogle biler hurtigt rådner. Man ville antage, at der ikke skulle være problemer med metalprodukter i rummet, da der ikke er noget oxidationsmiddel. Forskere har dog stødt på andre problemer, der ikke eksisterer på Jorden. Desuden kan de have alvorlige konsekvenser for rummissioner.
I rummet opfører metaller sig anderledes end på Jorden
Hvad er koldsvejsning
Lige siden folk mestrede smeltningen af metaller, opstod behovet for at forbinde forskellige metaldele med hinanden. Til disse formål blev en række forskellige teknologier brugt, men svejsning viste sig at være den mest pålidelige og praktiske løsning. Denne procedure involverer sammensmeltning af to metaller som følge af udsættelse for høje temperaturer.
I 40'erne af forrige århundrede opdagede videnskabsmænd, at metalsvejsning kan udføres selv uden høje temperaturer og smeltning. Denne sammenføjningsmetode blev kendt som “koldsvejsning”. For at forbinde metaller på denne måde er visse betingelser nødvendige: tilstedeværelsen af et vakuum skal overfladerne, der skal svejses, være flade og rene.
Svejsning af metaller kan ikke kun være varmt, men også koldt (uden smeltning af de sammenføjede overflader)
Hvorfor sker det? Det er faktisk meget enkelt – når to metaloverflader rører hinanden i et vakuum, er der intet imellem dem. Det betyder, at atomerne på de to metaloverflader begynder at røre hinanden og interagerer på samme måde, som de interagerer med deres naboatomer placeret dybere i metallet. Kort sagt kommunikerer de med hinanden.
Kold svejsning giver dig mulighed for at forbinde ikke kun den samme type metaller, men også forskellige typer metaller. Sandt nok er det i praksis meget sværere at bruge, end det ser ud i teorien. Det vil sige, at det er umuligt blot at placere to dele i et luftløst rum og forbinde dem, så de er svejset til hinanden. For at udføre denne proces under terrestriske forhold er det nødvendigt at rengøre overfladerne perfekt og give et vist tryk.
Men på nanoskala er koldsvejsning ret let. For eksempel, hvis du tager to separate stykker guld nanotråd og forbinder dem, vil de svejse til hinanden. Desuden vil forbindelsen være af høj kvalitet – det vil være svært at tro, at disse engang var to separate dele af tråd lavet af det samme metal. Derfor bruges koldsvejsning ofte ved sammenføjning af bittesmå elementer.
I rummet ville stålplader svejse til hinanden på deres egen< /p>
Hvad sker der med metal i rummet
Som du sikkert allerede har gættet, er problemet, som forskere er stødt på i rummet, koldsvejsning. Eventuelle metal-til-metal-kontakter på et rumfartøj er i høj risiko for koldsvejsning. Derfor skal det tages i betragtning af ingeniører, der designer rumfartøjer.
Kold svejsning kan beskadige emner såsom HDRM'er (Hold and Release Mechanisms), snoede ledninger, mekaniske endestop, tandhjul, lejer og mange andre dele. Desuden har hændelser forårsaget af denne proces allerede fundet sted i rummet. For eksempel, i 1991 undlod Galileo-rumfartøjet på Jupiter-missionen at installere en højforstærkningsantenne. Ifølge European Space Agency var dens ribber, når de var foldet sammen, i kontakt med hinanden, hvilket resulterede i, at de blev svejset i rummet.
Missionen fejlede dog ikke, da rumfartøjet havde en anden antenne, der ikke havde sådanne problemer. Men hvis det ikke var der, ville svigt af en sådan knude betyde afslutningen på den vigtigste mission om at udforske solsystemet.
«Galileo» kunne ikke åbne antennerne på grund af koldsvejsning. Billedkilde: wikimedia.org
I praksis opdages potentielle problemer forbundet med koldsvejsning normalt sent i udviklingen af rumfartøjer under de første test i et vakuum. Dette øger omkostningerne og indsatsen for at løse problemet markant.
Kunne koldsvejsning forstyrre rumfarten
I øjeblikket er der, bortset fra Galileo-rumfartøjets antennehændelse, endnu ikke opstået alvorlige problemer forbundet med koldsvejsning i rummet. Men de kunne teoretisk set forekomme under langsigtede rumflyvninger. For eksempel kan svejsning af to elementer opstå som følge af beskadigelse af belægningen, hvilket forhindrer de to metalelementer i at røre hinanden.
Glem ikke at abonnere på vores Zen- og Telegram-kanaler, så du donerer Gå ikke glip af de mest interessante og utrolige videnskabelige opdagelser!
Men retfærdigvis bemærker vi, at koldsvejsning i øjeblikket er langt fra det mest alvorlige problem, der forstyrrer langsigtede rumflyvninger. Det vigtigste er, at den menneskelige krop endnu ikke er klar til dem. For eksempel opdagede forskerne for ikke så længe siden, at i nul tyngdekraft ødelægges blod, og DNA muterer hurtigt. At løse problemer, der opstår med den menneskelige krop, er meget vanskeligere end med metalmekanismer.