รู้หรือไม่ ? โลหะ 2 ชิ้นแตะกันบนอวกาศสามารถเชื่อมกันได้อัตโนมัติปรากฏการณ์นี้เกิดจากอะไร ?
มนุษย์เราสามารถเชื่อมโลหะ 2 ชิ้นเข้าด้วยกันได้นานแล้ว โดยมีหลายวิธี เช่น การใช้ความร้อนสูง จนสามารถหลอมโลหะเข้าด้วยกันก่อนจะปล่อยให้เย็น แต่รู้หรือไม่ว่าหากโลหะ 2 ชิ้นแตะกันบนอวกาศ โดยมีเงื่อนไขที่เหมาะสมมันสามารถเชื่อมรวมเข้าด้วยกันเป็นชิ้นเดียวได้
กระบวนการที่ทำให้เกิดปรากฏการณ์ดังกล่าวนี้ เรียกว่า การเชื่อมเย็น (Cold Welding) แต่การที่จะทำให้เกิดปรากฏการณ์นี้ มันไม่ได้เกิดขึ้นได้ง่าย ๆ และจำเป็นต้องต้องมีเงื่อนไข คือ โลหะทั้ง 2 ชิ้นจะต้องเป็นชนิดเดียวกัน โลหะต้องสะอาด ผิวต้องเรียบแบบสมบูรณ์ ต้องอยู่ในระบบสุญญากาศ และต้องมีแรงดันที่เหมาะสม
หากมีเงื่อนไขเหมาะสม เมื่อโลหะสัมผัสกันอะตอมในโลหะทั้งสองจะแบ่งปันอิเล็กตรอนและเชื่อมกันอย่างถาวร ตัวอย่างเช่น เมื่อแผ่นทอง 2 แผ่น เคลื่อนมาสัมผัสกันกลางอวกาศ (แปลว่าอยู่ในระบบแบบสุญญากาศ) แผ่นทองทั้ง 2 จะถูกประกอบเข้าด้วยกันโดยไม่มีอะไรคั่นกลาง มันจะมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน และไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างอะตอมทั้ง 2 แผ่นได้ ดังนั้นมันจึงเกิดพันธะโลหะขึ้น ผลลัพธ์คือแผ่นทองคำทั้ง 2 จะเชื่อมเป็นเนื้อเดียวกัน
คำถามต่อมาคือ ทำไมปรากฏการณ์นี้จึงไม่เกิดขึ้นบนโลกหรือในชีวิตประจำวันของเรา นั่นเพราะว่ามันมีสิ่งกีดขวางระหว่างโลหะบริสุทธิ์อยู่เสมอ เช่น โลหะส่วนใหญ่ ในบริเวณพื้นผิวที่สัมผัสกับอากาศมันจะสร้างชั้นออกไซด์ขึ้นมา (เกิดจากการที่โลหะทำปฏิกิริยาเคมีกับออกซิเจน ตัวอย่างชั้นออกไซด์ เช่น สนิม) ซึ่งทำหน้าที่เป็นเหมือนเกราะป้องกันไม่ให้โลหะเกิดการยึดเกาะกัน แต่ในอวกาศที่ไม่มีอากาศ โลหะจึงไม่สามารถสร้างชั้นออกไซด์ดังกล่าวนี้ได้
อย่างไรก็ตาม ในสเกลขนาดใหญ่ เช่น การส่งมนุษย์ขึ้นไปสำรวจอวกาศ ปรากฏการณ์การเชื่อมเย็นนี้ไม่ได้เกิดขึ้นอย่างง่ายดายนัก ดังนั้นจึงไม่ถือว่าเป็นปัญหาทั่วไปในอวกาศ แต่มันก็มีโอกาสที่จะเกิดขึ้นได้ เช่น เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อปี 1991 ยานอวกาศกาลิเลโอ ไม่สามารถติดตั้งเสาอากาศรับสัญญาณได้ เนื่องจากเกิดการเชื่อมเย็นดังกล่าวนี้เอง ดังนั้นยานอวกาศหรือนวัตกรรมที่มนุษย์ส่งขึ้นไปบนอวกาศ จึงควรต้องมีชั้นออกไซด์เพื่อป้องกันการเชื่อมเย็น
ทั้งนี้ การเชื่อมเย็นมีหลายประเภท และบางประเภทสามารถทำได้บนโลกโดยไม่ต้องอยู่ในระบบสุญญากาศ แต่อาจต้องจัดแนวหรือแรงเสียดทานบางประเภทเพื่อให้เกิดการเชื่อมกันก็ได้
ที่มาข้อมูล Spacecentre, IFLScience, NASA
ที่มารูปภาพ PIRO from Pixabay