1. نجاح تجريبي كبير
في الآونة الأخيرة، نجح رواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية (ISS) في صهر الدفعة الأولى من عينات الفولاذ المقاوم للصدأ 316L باستخدام تقنية التصلب بدون حاوية في بيئة الجاذبية الصغرى. ويمثل هذا تقدمًا كبيرًا في مجال إعداد المواد الفضائية ويمثل خطوة كبيرة إلى الأمام في مجال التصنيع الفضائي المستقبلي وإمكانات البناء على المدار-.
2. لماذا تختار تقنية "التصلب بدون حاوية"؟
يعتمد الصهر الأرضي العادي على حاوية تحتوي على المعدن المنصهر. لكن جدران الحاوية يمكن أن تفسد الأمور وتتسبب في تكوين أشياء غير متساوية، مما يضر بجودة المادة. في الفضاء، يمكننا استخدام الصوت أو الكهرباء لتعويم قطرات معدنية وتركها تتصلب دون لمس أي شيء. وهذا يوقف الفوضى في الحاويات ويحصل على مواد أنظف بهيكل أكثر توازناً.
يعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ 316L رائعًا للمواد الطبية ومشاريع المحيطات والطائرات لأنه يقاوم الصدأ وقوي ويعمل بشكل جيد مع الجسم. تتحقق هذه التجربة مما إذا كان بإمكاننا تحقيق ذلك في الفضاء ومدى ضآلة تأثير الجاذبية على مظهره وتصرفاته.
3. النتائج التجريبية والنتائج الأولية
يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ 316L المصنوع في الفضاء على حبيبات أصغر وأشياء أقل منفصلة. نظرًا لأنه لا يوجد أي تدفق طبيعي تقريبًا في حالة انعدام الجاذبية، فإن قطع السبائك تنتشر بشكل أكثر توازنًا، كما أن المادة تحتوي على عيوب أقل بكثير في الداخل.
تظهر الأشعة السينية أن-العينات المصنوعة في الفضاء تحتوي على ثقوب داخلية أقل من 0.01%، وهو أقل بعشر مرات من 316L الجيد الذي تم صنعه هنا. المهم حقًا هو أنهم لم يعثروا على أي مخلفات سطحية أو أي شيء من الحاوية يلامسها. وهذا يوضح مدى روعة صنع معادن فائقة النقاء-بدون حاوية.
وعندما نظروا إلى الضوء، رأوا قطعة صغيرة من الأشياء غير المستقرة في بعض المواقع. كان شكله البلوري مختلفًا عن أي شيء رأوه في 316L المصنوع على الأرض. يعتقد الباحثون أن هذا قد يكون شكلًا خاصًا يتشكل عندما تبرد الأشياء بشكل متساوٍ وببطء في الفضاء. قد يساعد العثور على هذا في التوصل إلى أنواع جديدة من الفولاذ المقاوم للصدأ.
4. آفاق التطبيق المستقبلية
وقد فتح نجاح هذه التجربة إمكانيات جديدة للاتجاهات التالية:
- على-التصنيع والصيانة المدارية: يمكن للمنشآت الفضائية المستقبلية مثل المحطة الفضائية والقاعدة القمرية استخدام الموارد الفضائية بشكل مباشر أو حمل المواد الخام لتصنيع أجزاء ومكونات عالية الدقة-، مما يقلل الاعتماد على الإمداد الأرضي.
- تطوير مواد جديدة: في بيئة الجاذبية الصغرى، من المتوقع تصنيع مواد متقدمة مثل-السبائك المتطورة والزجاج المعدني الذي يصعب تحضيره على الأرض.
- دعم استكشاف الفضاء السحيق: توفير حلول مادية "كافة ذاتيًا" للبعثات المأهولة طويلة المدى-إلى المريخ.
