Imitando metais transparentes no espaço

Com informações da ESA - 18/01/2018

Esta imagem mostra como pode se comportar uma liga metálica conforme ela se solidifica - usando um material transparente para imitar os metais.
[Imagem: E-USOC]

Melhorando as ligas metálicas

Os astronautas da Estação Espacial Internacional começaram a realizar um experimento que poderá dar uma nova perspectiva sobre como as ligas metálicas são fabricadas.

A maioria dos metais utilizados hoje são misturas de diferentes elementos - as ligas - , combinando propriedades de cada metal para produzir materiais mais leves e mais fortes.

Contudo, assim como fazer um bolo, o resultado depende de mais do que simplesmente adicionar os ingredientes certos: a fusão dos metais é influenciada pelas temperaturas do forno e pelo processo de aquecimento e resfriamento - alguns metais são até mesmo postos em centrífugas na busca da liga perfeita.

Metais transparentes

A ideia do experimento no espaço é observar como o processo de mistura dos metais funciona sem a gravidade, uma vez que as características estruturais de cada liga dependem de como os minúsculos grânulos dos metais se cristalizam e se interfaceiam.

O problema é que, naturalmente, os metais não são transparentes, sendo difícil ver o que está acontecendo no seu interior conforme as condições do processo são alteradas.

Testes vêm sendo feito a bordo de foguetes de sondagem, em que os metais são fundidos enquanto equipamentos de raios X verificam o que está ocorrendo no interior das ligas. Mas esses experimentos são limitados a 13 minutos sem gravidade de cada vez, e os raios X não revelam tudo.

Por isso os pesquisadores associados à Agência Espacial Europeia (ESA) tiveram uma ideia interessante: usar substitutos para os metais, cuidadosamente escolhidos para serem transparentes e se solidificarem de forma parecida com um metal.

Curiosamente, esses substitutos foram encontrados entre materiais orgânicos: succinonitrilo, D-cânfora e neopentilglicol.

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Foto do forno que foi enviado ao espaço e está sendo usado nos experimentos.
[Imagem: E-USOC]

Paciência de astronauta

O material foi levado à Estação Espacial por uma nave Dragon no último dia 18 de dezembro, juntamente com um reator em miniatura que mais parece uma torradeira. Esse forno Bridgman é semelhante a um forno rolante usado em fábricas e restaurantes de comidas rápidas.

Os cartuchos com os materiais orgânicos imitadores de metais passam pelo elemento de aquecimento a um ritmo agonizantemente lento: eles demoram mais de dois dias para percorrer 1 mm, de forma que o experimento levará várias semanas - para alívio dos astronautas, tudo funciona de forma automática.

Duas câmeras de vídeo gravam continuamente o processo de fusão e mesclagem dos materiais, enviando os dados para a equipe em terra.

De posse dos resultados, os engenheiros tentarão então refazer cada situação promissora identificada no experimento - na forma de perfis de aquecimento e resfriamento - usando metais de verdade e verificando se é possível obter os mesmos ganhos de força, tenacidade, flexibilidade e leveza obtidos com os materiais orgânicos. Futuramente esses testes com metais de verdade também poderão ser refeitos na Estação Espacial, para comparação dos resultados.

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