Metallische Oberflächen, die sich im Vakuum berühren, können aneinander haften und verschmelzen. Dies ist als " kaltes Schweißen " bekannt und scheint ein mögliches Problem im Weltraum zu sein, wenn es dort auftritt, wo es nicht sein sollte. Es wurde zum Beispiel in dem 2009 erschienenen Papier Assessment of Cold Welding between Separable ContactSurfaces due to Impact and Fretting under Vacuum STM-279 der ESA diskutiert, das die Tests des Kaltschweißphänomens unter verschiedenen Bedingungen zusammenfasst und zu dem Schluss kommt, dass es im Weltraum ein Problem sein kann .
Ich würde gerne wissen, ob es einige konkrete Beispiele gibt, wie dies beim Design von Raumfahrzeugen verhindert wird. Beispielsweise haben die ISS Solar Array Rotary Joints (SARJ) ziemlich große rotierende Metallflächen, die dem Vakuum ausgesetzt sind. Gibt es im SARJ Gegenmaßnahmen gegen das Kaltverschweißen?
Es gibt auch andere bewegliche Geräte auf der ISS: Canadarm2 , Dextre , Mobile Base System , Heat Rejection System Radiators , etc. War es notwendig, das Kaltschweißen zu berücksichtigen, als einige (oder alle) davon hergestellt wurden?
Andere Raumfahrzeuge haben auch bewegliche Teile: Das Space Shuttle hatte die Türen der Nutzlastbucht, Raumsonden tragen Solarzellen und entfaltbare Antennen mit hoher Verstärkung usw.
Ich werde mich hauptsächlich auf die Verhinderung von versehentlichem Kaltverschweißen im Vakuum des Weltraums konzentrieren, aber als Referenz war eine der möglichen Ursachen für die Anomalie beim Einsatz der Galileo-Antenne mit hoher Verstärkung, die in Betracht gezogen wurde (1), auch „Retention of the ribs at the Mittelpunkteinspannung durch Reibung, Kaltverschweißung oder Adhäsion".
Und so weiter, und dies sind nur einige der Minderungstechniken, von denen ich dachte, dass sie spezifisch sind, um versehentliches Kaltschweißen zu verhindern. Die Liste ist keineswegs vollständig. Genauer gesagt hält sich die ESA an ECSS Space Engineering Mechanisms (ECSS-E-ST-33-01C), die dies in Abschnitt 4.7.5.4.5 Trennbare Kontaktflächen (2) behandeln .
Für einen allgemeineren Überblick über das Kaltschweißen in Weltraumanwendungen empfehle ich die Lektüre der ESA- Bewertung zum Kaltschweißen zwischen trennbaren Kontaktflächen aufgrund von Stößen und Fretting unter Vakuum (3) . Aus seiner Zusammenfassung:
Eine übliche Fehlerart, die während des Testens und Betriebs von Raumfahrzeugen beobachtet wird, wird als "Kaltschweißen" bezeichnet. Europäische Laboratorien bezeichnen dies als „Adhäsion“, „Kleben“ oder „Haftung“. Diese Veröffentlichung soll der Weltraumgemeinschaft das neueste Verständnis des Phänomens des „Kaltschweißens“ in Bezug auf Raumfahrzeugmechanismen mit trennbaren Kontaktflächen vermitteln. Es stellt einige grundlegende Theorien vor und beschreibt eine Testmethode und die erforderliche Ausrüstung. Kaltschweißen zwischen zwei sich berührenden Oberflächen kann unter Schlag- oder Reibbedingungen auftreten. Diese Oberflächen können blanke Metalle oder anorganisch oder organisch beschichtete Metalle und deren Legierungen sein. Es werden Standardverfahren zur Quantifizierung der Neigung von Materialoberflächenpaaren zum Kaltverschweißen miteinander vorgeschlagen. Von besonderem Interesse sind die Kontaktdaten verschiedener Materialien, die in numerischer Form und als Tabellen präsentiert werden, die Kontakte zwischen Materialien zusammenfassen, die entweder empfohlen oder als ungeeignet für den Einsatz unter Vakuum betrachtet werden können. Die Daten wurden in einer online zugänglichen Datenbank zusammengestellt.
Quellen:
äh