Un fenomen ciudat din spațiu îi pune în dificultate pe ingineri: două bucăți de metal se pot lipi definitiv fără adeziv sau căldură

Sună ca un experiment imposibil. Iei două bucăți de metal, le presezi una de cealaltă și, fără să folosești lipici, șuruburi sau temperaturi ridicate, ajung să formeze o singură piesă. Dacă ai încerca acest lucru acasă, nu s-ar întâmpla nimic. În spațiu, însă, exact acest fenomen poate deveni realitate.

Cunoscut sub numele de „sudură la rece” (cold welding), procesul nu este o curiozitate de laborator, ci o problemă de care inginerii agențiilor spațiale trebuie să țină cont atunci când proiectează sateliți, sonde și nave destinate misiunilor orbitale. Un mecanism blocat în spațiu poate însemna compromiterea unei misiuni de sute de milioane de dolari, scrie Live Science.

Oxigenul este motivul pentru care metalul nu se lipește pe Pământ

La prima vedere, pare greu de înțeles de ce același metal se comportă diferit pe Pământ și în spațiu. Explicația vine dintr-un detaliu aproape invizibil.

Suprafața metalelor nu este niciodată complet expusă. În contact cu aerul, aproape toate dezvoltă instantaneu un strat extrem de subțire de oxid. Deși are doar câțiva atomi grosime, această peliculă acționează ca o barieră care împiedică atomii din două obiecte metalice să intre în contact direct.

Vezi și:

Cum ajungeau pensiile și indemnizațiile în mâinile lui Viorel Pașca. Mecanismul prin care erau controlați banii

În spațiu, situația este complet diferită. Vidul înseamnă lipsa oxigenului, astfel că, odată ce acest strat protector este îndepărtat, el nu se mai reface. Atunci când două suprafețe metalice curate ajung în contact suficient de strâns, atomii de la suprafață încep să împartă electroni și se comportă ca și cum ar face parte din aceeași bucată de material.

Procesul este favorizat și de radiațiile cosmice, dar și de vibrațiile sau frecările care pot elimina pelicula protectoare formată înainte de lansarea în spațiu.

Mai există un aspect important. Chiar dacă par perfect netede, suprafețele metalice sunt pline de mici denivelări observabile doar la microscop. Atunci când două componente sunt presate una de alta, aceste asperități se pot deforma, crescând suprafața de contact și favorizând apariția legăturilor atomice.

Vezi și:

Fizicienii au încercat să „taie” un foton, iar rezultatul schimbă felul în care înțelegem particulele de lumină

NASA pierde una dintre cele mai importante sonde de pe Marte. Misiunea MAVEN, declarată oficial încheiată după peste 10 ani

De ce reprezintă o problemă pentru misiunile spațiale

Pentru un satelit sau o sondă spațială, un singur mecanism care refuză să se mai miște poate avea consecințe serioase.

O antenă care nu se desfășoară, un panou solar blocat sau o ușă care nu se mai deschide pot transforma o misiune de succes într-un eșec. Din acest motiv, fenomenul de sudură la rece este analizat încă din faza de proiectare a echipamentelor.

Un exemplu celebru este sonda Galileo, lansată de NASA spre Jupiter. Specialiștii consideră că pierderea lubrifiantului și vibrațiile din timpul lansării au favorizat apariția sudurii la rece în mecanismul antenei principale. Când a venit momentul desfășurării acesteia, antena nu s-a mai deschis complet, limitând capacitatea sondei de a transmite date către Pământ.

Nu toate metalele se comportă la fel în astfel de condiții. Aurul și platina sunt considerate printre cele mai problematice, deoarece nu dezvoltă în mod natural un strat protector de oxid. Din acest motiv, sunt mult mai predispuse să formeze legături permanente atunci când intră în contact în mediul cosmic.

Pentru a evita astfel de situații, inginerii folosesc mai multe metode. Unele componente sunt acoperite cu pelicule speciale care împiedică atingerea directă a suprafețelor metalice, altele sunt tratate pentru a crea un strat protector artificial, iar în anumite cazuri sunt alese combinații de metale care nu tind să formeze legături atomice între ele.

Înainte de lansare, piesele sunt supuse unor teste dure în camere cu vid, unde sunt expuse la vibrații și variații extreme de temperatură pentru a simula cât mai fidel condițiile din spațiu.

Fenomenul poate apărea chiar și pe Pământ, în laboratoare care folosesc camere de vid, însă în spațiul cosmic riscul este incomparabil mai mare. Tocmai de aceea, ceea ce pare o simplă ciudățenie a fizicii rămâne una dintre provocările pe care inginerii trebuie să le rezolve înainte ca orice navă să părăsească atmosfera Terrei.

Focarul de hantavirus de pe vasul de croazieră a luat sfârșit: OMS a anunțat bilanțul final