Нещо странно се случва с метала в Космоса

О т хилядолетия, хората са в състояние да манипулират метали. В днешно време сме научили начини да ги направим по-устойчиви на въздействието на околната среда, пише IFLScience.

Може да се предположи, че във вакуума на Космоса металите биха се справили по-добре без начини за ръжда или разграждане, но там съществуват други притеснения.

(Видеото е архивно:45 години от полета на първия български космонавт Георги Иванов)

Опасения, които могат да имат много сериозни последици за космическите мисии.

Полезно е да се съединяват метали. Откакто хората използват метали, ние ги съединяваме чрез заваряване. Процесът изисква високи температури, топене на единия или двата метала, сливането им заедно и оставянето им да изстинат.

Разбира се, сега има и други методи за заваряване на метали заедно. Химикалите, налягането и по-молекулярните подходи могат да осигурят съюза между въпросните метали.

Но има и подход, който може да се случи във вакуума на Космоса. И това е студено заваряване.

Did you know that If two pieces of the same type of metal touch in space(without an oxide layer), they will fuse together? This effect is called cold welding.
On the earth, the surface layers of a metal reacts with oxygen in the air to form an oxide layer which can prevent two pic.twitter.com/kabgn26GZC

— Rafay 🇵🇸 (@xgboostin) April 19, 2021

При студено заваряване, както подсказва терминът, не е необходимо да стопявате метали заедно, за да ги съедините. Но има и някои изисквания.

Металите трябва да са от един и същи тип. Те трябва да са чисти, плоски и във вакуум, като този в Космоса. С приближаването на металите, силите на Ван дер Ваалс (взаимодействия между молекули и атоми в зависимост от разстоянието помежду им - бел.ред.) между атомите стават по-силни. Тези сили не са толкова стабилни, колкото химическата връзка, но могат да помогнат за приближаването на металите един до друг.

След като повърхностите са в контакт, системата се заварява.

Вземете например две златни плочи. Те са събрани във вакуум, без нищо между тях. Златните атоми на повърхността на единия ще докоснат златните атоми на другия. Тези атоми ще почувстват взаимодействията с другата плоча, както усещат взаимодействията със златните атоми по-дълбоко в тяхната „собствена“ плоча. Те не могат да направят разлика между плоча едно или две и затова се свързват в метална връзка.

В много случаи, в макромащаб, не можете просто да накарате металите да се докоснат и веднага да станат студено заварени. Реалността е по-сложна и по-трудна от теорията.

Необходим е специфичен натиск, за да се случи студеното заваряване. Но в наномащаби можете да направите доста последователно заваряване на златни наножици, които са почти перфектни – едва ли можете да повярвате, че са били различни парчета от един и същи метал.

Но не трябва да приемаме, че само защото макроскопичното студено заваряване е трудно, то не се случва или не може да се случи в сценарии от реалния живот.

Cold Welding in Space: The Fascinating Phenomenon Where Metals Fuse Without Heat

Did you know that in the vast, silent expanse of space, a unique and somewhat counterintuitive phenomenon occurs with metals? It's called cold welding, and it defies our usual Earth-bound… pic.twitter.com/rEgDqtFQmb

— AIOnWheels (@AIOnWheelss) December 30, 2023

Ръководство на Европейската космическа агенция всъщност съобщава за доста голям случай.

Космическият кораб "Галилео", който посети мисията на Юпитер през 90-те години, не успя да разположи своята антена с високо усилване поради студено заваряване.

Раздразнението между ребрата на антената, които бяха заключени по време на изстрелването, доведе до тяхното заваряване.

Мисията имаше друга антена с по-ниска скорост, така че всичко беше наред, но можеше да означава края на това, което щеше да бъде решаваща мисия за изследване на Слънчевата система.

Не пропускайте най-важните новини - последвайте ни в Google News Showcase