Ученые объяснили, почему металлы в космосе свариваются без нагрева
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Особенности этого процесса раскрыли инженеры и материаловеды, а подробный разбор механизмов необычного сцепления опубликовал научно-популярный ресурс Live Science.
На Земле практически любая металлическая поверхность покрыта тончайшим слоем оксида толщиной всего несколько атомов, который образуется при контакте с кислородом. Эта невидимая пленка работает как изолирующая обертка. В космосе же оксидная пленка не может восстановиться из-за отсутствия воздуха, а экстремальные условия только способствуют сварке. На микроскопическом уровне любая металлическая поверхность похожа на крошечные горные хребты.
Когда детали прижимаются друг к другу или вибрируют, эти пики сминаются и сдвигаются, полностью разрушая земной защитный слой. Солнечная и ионная радиация на орбите также «соскабливают» остатки оксидов, оставляя атомы полностью обнаженными и готовыми к связи. Самыми опасными в этом плане считаются золото и платина, которые в принципе не образуют оксидного слоя даже на Земле, а мягкость золота позволяет ему идеально принимать форму любой поверхности и мгновенно прилипать к ней.
Для инженеров космической отрасли это явление давно стало серьезной угрозой, способной заклинить люки, заблокировать развертываемые конструкции или намертво зафиксировать крепежные элементы. Из-за холодной сварки в свое время пострадал знаменитый зонд NASA Galileo, запущенный в 1989 году к Юпитеру. Вибрации при старте и потеря смазки привели к тому, что детали его сложенной остронаправленной антенны лишились защитного слоя и сварились между собой в вакууме, из-за чего в 1991 году она так и не смогла полностью раскрыться.
Чтобы защитить технику от самопроизвольного склеивания, специалисты применяют анодирование для создания искусственного прочного оксидного слоя и покрывают движущиеся части сухими смазками вроде дисульфида молибдена. Другим эффективным методом служит совмещение разнородных металлов с отличающейся кристаллической структурой, чья атомная решетка не позволяет электронам легко перемешиваться. При этом перед отправкой в космос все оборудование обязательно проходит жесткие тесты на вибростендах и в вакуумных камерах, поскольку при сильном трении холодная сварка может заклинить болты даже в лабораториях на Земле.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Физики экспериментально подтвердили эффективность ионно-плазменного метода удаления радиоактивных загрязнений с поверхностей металлоконструкций ядерных реакторов. Новая технология позволяет очищать внутриконтурное оборудование от отложений сложного химического состава без образования опасных жидких радиоактивных отходов. Благодаря этому она даст возможность повторно использовать реакторные сплавы и снизит затраты на их переработку.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии