Si hay una placa de acero flotando en el espacio, para siempre, dentro del sistema solar, ¿cómo se va a degradar? Por supuesto, sin oxígeno no se oxidará (herrumbre), pero ¿cómo afectarán los rayos cósmicos, la luz ultravioleta, las partículas alfa y el entorno espacial general a la estructura del acero a largo plazo?
EDITAR: imaginemos un avión de acero en órbita alrededor de la tierra.
Sólo curioso.
Como se mencionó anteriormente, las picaduras de micrometeoritos ocurrirán en escalas de tiempo suficientemente largas.
El acero está compuesto de granos microcristalinos y, como tal, es probable que los rayos cósmicos provoquen la formación de defectos cristalográficos, lo que provocará la fragilización de al menos la periferia del acero a largo plazo. La colisión inelástica entre el acero y los iones o moléculas que flotan en el espacio puede resultar en una química interesante en la superficie del acero, sin embargo, esto depende absolutamente de la especie particular con la que impacta el acero. Tenga en cuenta también que el espacio está muy vacío y, como tal, las colisiones ocurrirán con una frecuencia muy baja.
La luz ultravioleta causará emisión fotoelectrónica . Como tal, el acero desarrollará una carga positiva hasta que la función de trabajo de los electrones exceda la energía de la luz que lo golpea. Esto no debería degradar el metal, sin embargo, los fotones de muy alta energía (como los rayos gamma) pueden causar defectos cristalográficos, como se analiza en este informe de NP Baumann.
Probablemente pensaría que dependería mucho de dónde se encuentre y qué tipo de período de tiempo esté viendo.
En un lugar donde sería más "susceptible" a las formas de radiación que describiste (cerca de una estrella) probablemente haya factores ambientales más importantes. No solo será atraído gravitacionalmente por una estrella o un planeta, sino que también será erosionado lentamente por los impactos de micrometeoritos.
Por supuesto, en el más largo de los largos rangos de tiempo, tendrá que preocuparse por la descomposición de protones o efectos más complicados como ese.
Con la química del acero en particular, no tengo ni idea.
Abordaré este problema desde una perspectiva muy de "física clásica" e ingeniería. Los físicos pueden ofrecer algún mecanismo de falla para el acero a medida que el universo mismo evoluciona significativamente, pero en lo que a mí respecta , nunca se degradará , aunque "degradar" es un término muy subjetivo.
Lo que está buscando observar en la muestra es la fragilización por radiación a largo plazo , así como el oleaje y algunos otros efectos. Los detalles dependerán del entorno, que difiere mucho de un punto del espacio a otro. ¿Estamos hablando del espacio interestelar? espacio intergaláctico? Dondequiera que esté, experimentará algunos daños por radiación y, con un pequeño volumen de excepciones, estamos hablando de una vida útil que implica:
Lo primero que debe entender es que las métricas críticas para el daño por radiación provienen del marco de tiempo multiplicado por la tasa de deposición de energía de radiación. A partir de ahí, los desplazamientos por átomo (dpa) es una métrica común que representa la cantidad de veces que cada átomo en el material se desplaza de su sitio de red en promedio. Los valores superiores a 1 son comunes para las discusiones sobre este tema, pero a partir de esa magnitud, los efectos como la fragilización y el hinchamiento comienzan a ser muy importantes. El acero literalmente se hinchará y se volverá muy quebradizo. Si se trata de un miembro que soporta carga, la integridad de la estructura de la que forma parte debe considerarse cuidadosamente para una larga vida útil. Sin embargo, los efectos como el agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) no serán un problema importante como lo son en cosas como los reactores nucleares porque eso implica un ataque de 1) alta temperatura 2) química y 3) radiación. Para el acero en el espacio tenemos la radiación, la baja temperatura y ningún ataque químico del medio ambiente. Durante mucho tiempo, el auto-recocido también es importante, pero tiene una interacción con la temperatura, y la temperatura baja puede retardar ese efecto.
Sin embargo, en general, el acero mantendrá su estructura. Debe pedirle a alguien familiarizado con los viajes espaciales que hable cuantitativamente sobre el entorno de radiación, pero dado que los humanos sobreviven en LEO, la radiación en ese tipo de entorno probablemente no cambiará la estructura del material del acero durante un tiempo extremadamente largo. qué punto es relativamente exacto decir que no se degrada.
Jorge