Hitsaus avaruudessa

Abstract

Tässä kandidaatintyössä on kerrottu avaruudessa hitsaamisen historia lyhyesti ja selvitetty mihin hitsausta voidaan avaruudessa käyttää, minkälaisia erityispiirteitä avaruudessa hitsaamiseen liittyy ja mitä hitsausprosesseja avaruudessa voidaan soveltaa. Tutkimus on kokonaisuudessaan kirjallisuustutkimus. Tutkimusta oli tarkoitus täydentää haastatteluilla alasta tietäville eri tahoille, mutta vastauksia ei saatu riittävästi tutkimukseen hyödynnettäväksi. Hitsausta avaruudessa ovat suorittaneet vain Neuvostoliitto, Venäjä ja Yhdysvallat. Viimeinen hitsauskoe on ollut 1990-luvulla. Hitsauksen tärkeimmät sovelluskohteet avaruudessa ovat korjaus ja kokoonpano. Vaurioituneita avaruusasemia tai -aluksia voidaan hitsauksen avulla korjata nykyistä kestävämmin. Avaruusasemien tai erillisten rakenteiden kokoonpano avaruudessa hitsaamalla mahdollistaisi kestävämmät liitokset mekaanisiin liitoksiin verrattuna. Avaruudessa on kuitenkin suoritettu vain kokeita hitsaukseen liittyen, eikä korjausta tai kokoonpanoa hitsaamalla ole tehty. Painottomuus, tyhjiö ja lämpötilan suuri vaihtelu ovat tärkeimpiä erityispiirteitä avaruudessa. Erityispiirteet täytyy ottaa huomioon hitsauslaitteistoja suunnitellessa ja koulutettaessa hitsaajia. Olosuhteet avaruudessa asettavat turvallisuuden ensisijaiseksi, jotta onnettomuuksilta vältytään. Hitsausmenetelmien kehitystä ja tutkimista suoritetaan painottomuuslennoilla lentävissä laboratorioissa, tyhjiökammioissa ja vesitankeissa. Avaruudessa eri menetelmillä tehdyt hitsauskokeet ovat osoittaneet hitsauksen olevan mahdollista ja hitsien, sekä hitsauksen laadun olevan hyvää. Tutkimuksia hitsausprosessien soveltuvuudesta avaruuteen löytyi aina vuoteen 2015 asti. Tulevaisuudessa mahdolliset tutkimusmatkat avaruuteen ja eri planeetoille voisi luoda tarpeen hitsaukselle avaruudessa. Tällä hetkellä hitsaus ei ole avaruudessa käytössä oleva prosessi, eikä lähitulevaisuudessa ole suunniteltu kokeita avaruudessa hitsaukseen liittyen.

In this bachelor’s thesis history of welding in space is told briefly and reasons for welding in space, peculiarities associated with welding in space and what welding processes can be used in space are sorted out. Thesis is done as literature research. To back up literature research interviews were sent to several recipients’ familiar to topic but not enough answers were received to use them in this thesis. Only Soviet Union, Russia and United States has welded in space. Last welding experiment was done in 1990’s. Most important application areas for welding in space are repair and construction. Damaged space stations or ships could be repaired more sustainably with welding. Assembling space stations or other structures in space by welding would allow more sustainable joints compared to mechanical joints. Only welding experiments have been made in space and repair or construction welding have not been carried out. Weightlessness, space vacuum and great changes in temperature are most significant peculiarities in space. These peculiarities must be taken account when designing welding equipment and training welders. Conditions in space puts safety in priority so that accident would not happen. Development and research on welding processes for space is made in flying laboratories to simulate weightlessness, in vacuum chambers and in water tanks. Welding experiments made in space using different welding processes has shown that welding is possible in space and the welding quality is good. Studies on using different welding processes for use in space were found all the way to the year 2015. In future possible explorations to space and planets could create need for welding in space. Right now welding is not used process in space and there are no planned experiments related to welding in space.