Amikor nincs oxigén, a fémek összenőnek
A magyarázat az űrben tapasztalható oxigénhiányban rejlik: a fémek atomjai a felületükön szabadon állnak, nincsenek minden irányból rögzítve, és ha lehetőséget kapnak, könnyen megosztják elektronjaikat egy szomszédos fémmel. A Földön azonban minden fémfelületen kialakul egy rendkívül vékony oxidréteg, amely alig néhány atom vastag. Ez a réteg gátolja meg, hogy a fémek közvetlenül összekapcsolódjanak, hiszen az oxigén passziválja a felületet.
Az űrben viszont nem képződik új oxidréteg: a vákuum, a napsugárzás és az ionizáló sugárzás teljesen lecsupaszítja a fémek felszínét, így az atomok készen állnak arra, hogy egymáshoz tapadjanak. Ráadásul a fémfelületek sohasem teljesen simák: mikroszkopikus szinten inkább tűnnek hegygerinceknek, mint sík vidéknek. Ha két fémdarabot összenyomunk, vagy egymáson megcsúsztatunk, a mozgás eltávolítja az oxidréteget, a „hegyek” lelapulnak, és a közvetlen fém-fém kontaktus létrejön.
Miért jelent ez gondot az űrtechnikában?
A hideghegesztés jelentős problémát okozhat az űreszközök szerkezetében: ha például mozgó alkatrészek akadnak össze, azok egy életre összetapadhatnak, így megbénítva egy teljes mechanizmust – akár egy ajtó vagy antenna sem nyílhat ki többé. Egy korai példa az 1989-ben indított Galileo űrszonda, amelynek antennája részben beragadt, amikor az indítás közbeni rázkódás eltávolította az oxidréteget, a kenőanyag pedig elpárolgott, így az alkatrészek összetapadtak.
Vannak fémek, amelyek különösen hajlamosak erre – például az arany és a platina a sajátosságaik miatt még a Földön sem képeznek oxidréteget, így legendásan könnyen összetapadnak, főleg az arany puhasága miatt.
Hogyan védekeznek az űrmérnökök?
Az űriparban többféle trükköt bevetnek, hogy megelőzzék a fémek akaratlan összeforrását: mesterséges oxidréteget alakítanak ki az alkatrészeken, száraz kenőanyagokat – például molibdén-diszulfidot – alkalmaznak, amelyek fizikailag távol tartják egymástól a felületeket, vagy olyan fémeket párosítanak, amelyek kristályszerkezete eltérő, például aranyat molibdénnel, így kevésbé kapcsolódnak össze.
Indulás előtt minden eszközt erős vibrációval, szélsőséges hőmérsékleti körülmények között is tesztelnek, hogy időben kiderüljenek a rejtett problémák. Ám még így is előfordul, hogy fémcsavarok vagy alkatrészek örökre összetapadnak – nemcsak az űrben, hanem akár egy földi laborban is, ha adottak a megfelelő körülmények.
