Сварка в космосе: почему металлы сами прилипают друг к другу? (3 фото)

В космосе человек сталкивается с неожиданными эффектами — привычные вещи начинают вести себя совершенно неправильным образом.





Одним из таких феноменов является холодная сварка — металлы внезапно спаиваются между собой без всяких видимых причин.

Если на Земле, чтобы создать сварное соединение нужно специальное оборудование, электроды, проволока, температура и энергия, то в космосе оно может образоваться само собой.

И создать множество проблем для астронавтов и исследователей.

Что представляет собой холодная космическая сварка?

Какие трудности из-за нее возникают?

Можно ли предотвратить образование спонтанного сварного соединения в космосе?

30 лет назад НАСА запустило в сторону Юпитера зонд Галилео. Но при подлете к объекту 3 из 18 ребер специальной антенны для передачи данных отказались раскрываться.

Ничего не помогло. Исследователям на Земле пришлось задействовать малую запасную антенну и довольствоваться худшим качеством данных.

В 1965 году первый американский астронавт вышел в открытый космос. Когда его работа снаружи была завершена, он не смог закрыть изнутри люк, использованный для выхода. А это создавало угрозу жизни. Пришлось подключиться всему экипажу. Только объединенными силами, с большим трудом им удалось закрыть люк.



Шлюзовой люк МКС

Через некоторое время по плану астронавты должны были выкинуть из корабля ненужное оборудование. Но они попросту не рискнули больше открывать коварный люк.

Причиной этих и других подобных случаев в космосе считают спонтанную холодную сварку.

Но что заставляет металлы внезапно спаиваться между собой?

Металлы имеют кристаллическую атомную структуру. По углам решетки находятся положительно заряженные ионы. А вот электроны находятся в свободном движении, перемещаясь по куску вещества.

В земных условиях их выход за пределы металла ограничен, так как вокруг находятся частицы газов атмосферного воздуха. Особую роль играет кислород. Из-за него на поверхности многих металлов постоянно присутствует тончайшая окислившаяся пленка — оксид.

Еще в XVIII веке исследователи предположили, что если убрать слой газа и предотвратить окисление, то частицы из одного куска металла смогут проникнуть в другой. И наоборот. Таким образом, создастся необыкновенно прочная молекулярная связь — холодная сварка.



Аппарат для вакуумной сварки

В XX веке ряд экспериментов подтвердил эти предположения. Сварку в вакууме стали использовать в ряде отраслей промышленности.

А вот в космосе она иногда создает проблемы со внезапным образованием ненужного соединения.

Там роль играет не только естественный вакуум, но и высокая чистота поверхности металла.

Осознание проблемы помогло начать искать пути ее решения.

При проектировании подвижных металлических объектов и деталей космического корабля или зонда используют материалы, не склонные к спонтанной сварке между собой. Для дополнительной защиты металлы покрывают специальными составами смазками, предотвращающими взаимообмен электронами.