Sonda Galileo
În vid, cum este cazul în spațiul cosmic, două bucăți de metal identic se pot suda pur și simplu, la contact. Acest fenomen se numește „sudură la rece”.
Așadar, dacă două metale identice intră în contact, ele se pot contopi efectiv fără a fi nevoie de căldură sau de o presiune extraordinară. Motivul ține de structura fundamentală a metalelor: acestea conțin o rețea de ioni cu sarcină pozitivă, încorporați într-o „mare” de electroni cu sarcină negativă, care se deplasează liber.
Pe Pământ, straturile de la suprafața metalelor reacționează cu oxigenul din atmosferă și formează un strat protector de oxid, care împiedică lipirea a două piese metalice.
În spațiu, acest strat de oxid poate fi îndepărtat, de exemplu, dacă două bucăți de metal alunecă una peste cealaltă, cum se întâmplă în cazul balamalelor. Apoi, bucățile de metal se pot contopi efectiv, iar electronii dintr-o piesă pot circula liber în cealaltă.
După cum spunea Richard Feynman: „atomii nu au cum să știe că aparțin unor bucăți diferite”.
Acest lucru are, evident, implicații majore pentru construcția și întreținerea navelor spațiale, cum este Stația Spațială Internațională.
Dar atunci, de ce nu auzim mai des despre dezastre provocate de acest fenomen în spațiu?
Adevărul este că sudura la rece nu este o problemă atât de gravă pe cât au crezut inițial oamenii de știință. Experimentele efectuate pe Pământ în camere vidate, dar și în spațiu, au arătat că suprafețele metalice perfect curate, atunci când sunt presate una de alta în absența atmosferei, se sudează între ele.
Dar în practică, metalele folosite în construcția navelor spațiale nu sunt niciodată atât de curate. Ele au deja stratul de oxid menționat, plus contaminanți, praf și grăsime. Ar dura foarte mult până când toate aceste lucruri ar dispărea și două suprafețe metalice goale ar intra în contact direct în spațiu.
Un caz de sudare la rece a fost în 1991, pe când sonda Galileo se îndrepta spre Jupiter. Când cercetătorii au încercat să deschidă antena care trebuia să se desfășoare ca o umbrelă, aceasta s-a blocat. Trei dintre cele 18 brațe ale antenei au refuzat să se deschidă, iar acest lucru s-a datorat, parțial, faptului că se sudaseră la rece. Bolțurile erau blocate și nimic nu a putut fi făcut pentru a le elibera. În cele din urmă, cercetătorii au fost nevoiți să improvizeze și să folosească o altă antenă ce echipa sonda pentru a trimite date de la Jupiter, deși nu fusese proiectată pentru asta.
În schimb, sudura la rece s-a dovedit extrem de utilă în domeniul nanotehnologiei. Tehnicile tradiționale de sudură aplicate la o scară atât de mică dau deseori greș, pentru că e foarte greu să aplici căldură în mod precis pe nanofire.
Însă, în condiții foarte asemănătoare cu vidul spațiului cosmic, cercetătorii au arătat că firele de aur monocristalin se pot suda între ele în doar câteva secunde, fără niciun fel de căldură, prin sudură la rece. Iar aceste suduri sunt perfecte: structura cristalină este la fel cu restul firului, la fel și proprietățile mecanice și electrice.
Așadar, deși sudura la rece este un potențial pericol în spațiu, ea este de fapt foarte utilă aici pe Pământ, în fabricarea nanotehnologiei.
Textul reproduce, în bună parte, textul din videoclip.
