Schweißen im Weltraum
Am 3. Juni 1965, nachdem Amerikas erster Weltraumspaziergang abgeschlossen war, hatten die beiden Gemini IV-Astronauten, der Weltraumspaziergänger Edward H. White II und der Kommandopilot James A. McDivitt, Probleme, die Luke zu schließen. Sie schafften es und kamen sicher zur Erde zurück, aber was hatte dazu geführt, dass die Luke klebte? Lag es an etwas namens Kaltschweißen?
Kaltschweißen oder Kontaktschweißen ist ein Festkörperschweißverfahren… Anders als bei den Schmelzschweißverfahren ist keine flüssige oder geschmolzene Phase in der Verbindung vorhanden.
Das Kaltschweißen wurde erstmals in den 1940er Jahren als allgemeines Materialphänomen erkannt. Es wurde dann entdeckt, dass zwei saubere, ebene Oberflächen aus ähnlichem Metall stark haften würden, wenn sie unter Vakuum in Kontakt gebracht würden. Das neu entdeckte mikro- und nanoskalige Kaltschweißen hat bereits großes Potenzial in den neuesten Nanofabrikationsprozessen gezeigt.
“Der Grund für dieses unerwartete Verhalten ist, dass, wenn die Atome in Kontakt sind alle von der gleichen Art, gibt es keine Möglichkeit für die Atome zu “wissen”, dass sie in verschiedenen Stücken von Kupfer sind. Wenn sich andere Atome in den Oxiden und Fetten und komplizierteren dünnen Oberflächenschichten von Verunreinigungen dazwischen befinden, “wissen” die Atome, wann sie sich nicht auf demselben Teil befinden.” – Richard Feynman, The Feynman Lectures, 12-25
Am Ende hatte die Gemini IV-Mission keine Herausforderung beim Kaltschweißen so sehr wie eine Herausforderung beim Feststecken der Tür, aber das Kaltschweißen ist immer noch ein Problem im Weltraum. Derek Muller von Veritasium erklärt in diesem Video das Schweißen im Weltraum.
Von der ESA: Weitere Informationen zum Kaltschweißen (pdf). Nieten verwandte Lektüre: Vor 50 Jahren endete der erste Weltraumspaziergang fast in einer Tragödie (aber nicht), einer Geschichte über den Kosmonauten Alexey Leonov.
Weiter: Anodisieren von Titan – Das Regenbogen-Metall, plus mehr über Metall, mehr Astronauten und mehr von Veritasium auf dieser Seite.
Diese Webby preisgekrönte Videosammlung existiert Lehrer, Bibliothekare und Familien Funken Kind Wunder und Neugier zu helfen. TKSST bietet intelligentere, aussagekräftigere Inhalte als das, was normalerweise von den Algorithmen von YouTube bereitgestellt wird, und verstärkt die Ersteller, die diese Inhalte erstellen.
Kuratiert, kinderfreundlich, unabhängig veröffentlicht. Unterstützen Sie diese Mission, indem Sie heute Fördermitglied werden.
