У космосі з металом відбувається щось дуже дивне: чому це погано

Протягом тисяч років люди навчилися керувати металами. Нині вчені знають, як їх зробити більш стійкими до впливу навколишнього середовища. Можна подумати, що в космосі метали почуваються краще, якщо не іржавіють і не руйнуються, але у вакуумі є й інші проблеми. Вони можуть мати дуже серйозні наслідки для космічних апаратів, пише IFLScience.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Відтоді, як люди почали використовувати метали, вони навчилися їх з'єднувати за допомогою зварювання. Цей процес включає в себе нагрівання металів, плавлення одного або двох із них, з'єднання металів і їх охолодження. Звичайно, зараз існують і інші методи зварювання металів. Хімічні речовини, тиск і втручання на молекулярному рівні можуть забезпечити з'єднання металів. Але є й метод, який здійснюється у вакуумі і це холодне зварювання.

При холодному зварюванні не потрібно плавити метали, щоб їх з'єднати. Але вони мають бути одного типу. Метали мають бути чистими, плоскими і перебувати у вакуумі. У міру наближення металів сили Ван-дер-Ваальса між атомами стають сильнішими. Ці сили не такі потужні, як хімічний зв'язок, але можуть допомогти зблизити метали.

Щойно поверхні металів стикаються, то відбувається їхнє зварювання. Для прикладу можна розглянути дві пластини із золота. Вони з'єднані у вакуумі і між ними немає нічого. Атоми золота на поверхні однієї пластини стикнуться з атомами золота на іншій. Ці атоми відчуватимуть взаємодію з атомами іншої пластини так само, як вони відчувають взаємодію з атомами, розташованими глибше в їхній "власній" пластині. Вони не можуть відрізнити першу пластину від другої і тому з'єднуються металевим зв'язком.

У багатьох випадках на макрорівні неможливо просто з'єднати метали й одразу відбудеться холодне зварювання. Реальність важча, ніж теорія. Для здійснення холодного зварювання необхідний певний тиск. Але на нанорівні можна виконати послідовне зварювання золотих нанодротиків і важко буде повірити, що раніше це були окремі частини одного й того ж металу.

Але не потрібно думати, що тільки тому, що на макрорівні холодне зварювання є складним процесом, воно не відбувається або не може відбутися в реальності. Наприклад, у NASA був досить серйозний випадок з їхнім дослідницьким зондом.

Космічний апарат "Галілео", який у 90-х роках минулого століття вивчав Юпітер і його супутники, не зміг розгорнути свою антену з високим коефіцієнтом посилення через холодне зварювання. Тертя між ребрами антени, які зафіксувалися під час запуску, призвело до їхнього зварювання. В апарата була ще одна антена з меншою потужністю, тож зв'язок було встановлено. Якби цього не сталося, то дорога місія не змогла б виконати поставлені наукові завдання.

Варто сказати, що зонд "Галілео" був першим, який почав обертатися на орбіті навколо Юпітера. За 8 років роботи біля газового гіганта зонду вдалося зібрати дуже багато цінної інформації про його атмосферу.

Як уже писав Фокус, астрономи отримали найдивніший радіосигнал з космосу і такого вони ще не бачили. Вчені вперше виявили надщільний об'єкт, швидкість обертання якого порушує наявні уявлення про деякі дивні зірки.

Також Фокус писав про те, що фізики стали на один крок ближче до створення повноцінної теорії, яка дає змогу передбачити, як тече кров та інші незвичайні рідини.