Poussez deux plaques métalliques.
Sur Terre, ils sont assis là. Séparé. Ennuyeux.
Mettez ces mêmes plaques en orbite, pressez-les ensemble et bam. Une pièce. Fusionné. Permanent.
Cela ressemble à de la science-fiction. C’est de la physique.
Ce phénomène est appelé soudage à froid.
Les ingénieurs le détestent depuis des décennies. Pourquoi cela arrive-t-il ?
Pas d’oxygène.
“Une fois l’oxyde formé, c’est fini”, a déclaré Julia Greer, spécialiste des matériaux à Caltech.
Sur Terre, l’air attaque le métal instantanément. L’oxygène adhère à la surface, créant une croûte microscopique. Un isolant. Une barrière.
En dessous, les atomes d’un réseau métallique veulent des amis.
Plus précisément, ils veulent partager des électrons. Les atomes de surface sont seuls ; ils ont des liens pointant vers le néant. Ils ont soif de contact.
Si cette peau d’oxyde reste en place, rien ne se passe.
Casser la peau ?
Chaos.
Ces électrons de surface ne savent pas où ils appartiennent. Restent-ils dans la pièce A ? Passer à la pièce B ? Cela n’a pas d’importance. Ils commencent à traverser la frontière à la nage.
Essentiellement, les métaux oublient qu’ils sont des objets distincts. Ils deviennent une structure continue.
Sven Bilén, ingénieur à Penn State, le dit clairement : Ils partagent les électrons. C’est la soudure.
Dans l’espace, la nature veut les aider.
Le rayonnement solaire et les rayons cosmiques nettoient les surfaces métalliques. Le vide empêche l’oxygène de reformer cette croûte protectrice. Même si la couche survit au lancement, l’espace est implacable. Cela met les choses à nu. Expose les atomes. Les incite à créer des liens.
Zachary Cordero du MIT affirme que les surfaces ne sont de toute façon pas lisses. Au niveau microscopique, le métal est un paysage irrégulier de minuscules pics et vallées.
Les glisser ensemble ?
La friction rase ces sommets. Casse l’oxyde. Écrase les collines à plat contre les vallées.
“Vous formez des liens métallurgiques”, a déclaré Cordero.
Un vrai contact. Intimité atomique.
Pourquoi est-ce que quelqu’un s’en soucie ?
Imaginez une porte. Ou une antenne satellite.
Si les pièces se soudent, vous perdez le navire.
“Les choses peuvent rester bloquées”, a prévenu Cordero.
Les portes se verrouillent. Les structures déployables sont gelées. Les vis fusionnent si bien avec les charnières que vous ne pouvez pas les dévisser sans faire fondre l’ensemble de l’assemblage.
Vous vous souvenez de la sonde Galilée ?
Lancé en 1989. Les vibrations lors du décollage ont probablement secoué l’oxyde protecteur des pièces de son antenne.
Deux ans plus tard, en 1992, les ingénieurs ont tenté de déployer l’antenne à gain élevé. Elle bougeait à peine. Déploiement partiel uniquement.
La mission a boité pendant des années avec des données à faible résolution en raison de soudures invisibles dans le vide.
Certains métaux sont pires que d’autres.
L’or et le platine refusent de s’oxyder naturellement. Jamais.
Même sur Terre.
L’or est également mou, ce qui l’aide à se conformer aux surfaces de contact. Il s’agit essentiellement d’un appât de soudage à froid.
Julia Greer le qualifie de « notoire ».
Voulez-vous vraiment un joint plaqué or dans l’espace ?
Probablement pas.
Alors comment pouvons-nous l’arrêter ?
Les ingénieurs jouent en défense.
- Anodisation verrouille une couche d’oxyde artificielle plus résistante.
- Les lubrifiants secs comme le bisulfite de molybdène séparent physiquement les pièces mobiles. Gardez les atomes séparés.
- Mélanger et assortir les matériaux. Associer l’or à un métal centré sur le corps comme le molybdène fonctionne parce que leurs structures d’emballage atomique ne s’alignent pas bien. Les atomes ont du mal à trouver des voisins dans une mauvaise structure. Cela crée une « barrière énergétique », comme le dit Greer.
Les tests sont brutaux.
Ils secouent le matériel sur des tables vibrantes. Faites-les passer par un froid glacial et une chaleur torride dans des chambres à vide. Imitez la torture de l’espace au sol pour rattraper les pannes avant le décollage.
Est-ce que ça fonctionne parfaitement ?
Bilén a ri à cette idée.
Les boulons de son laboratoire ont fusionné une fois après un simple déplacement à travers le campus. Aucun espace requis. Juste une chambre à vide et pas de chance.
Ils ont dû les percer.
Le soudage à froid attend chaque erreur. Cela arrive aussi sur Terre, si l’air devient suffisamment raréfié, la surface suffisamment propre et la pression correcte.
Vous pouvez tout enduire.
Vous pouvez isoler chaque joint.
Mais dans le vide profond, le silence a tendance à rapprocher les choses. En permanence.
