من نخستین‌بار وقتی با ایده جوشکاری در فضا آشنا شدم، تصورم بر این بود که انجام یک فرایند حرارتی‌ـ‌مکانیکی در محیطی عاری از جاذبه، حتماً چالش‌های فراوان و البته فرصت‌های پژوهشی هیجان‌انگیزی خواهد داشت. واقعیت این است که صنعت فضایی روزبه‌روز پیچیده‌تر می‌شود و نیاز به مونتاژ، تعمیر و حتی تولید قطعات در مدار، بیش از پیش احساس می‌گردد.
پیش از مطالعه دقیق و بررسی داده‌های تجربی، من هیچ تصوری نداشتم از اینکه چگونه می‌توان در سفینه‌های فضایی یا ایستگاه بین‌المللی، قطعات فلزی را به‌هم متصل کرد؛ آن هم در شرایطی که ذرات مذاب یا الکترودها در خلأ یا ریزگرانش شناورند. در این مقاله قصد دارم این پدیده را از دریچه‌ای کاملاً تخصصی بررسی کنم و توضیح دهم که «جوشکاری در فضا» چطور امکان‌پذیر شده، چه چالش‌هایی دارد و چرا برای آینده اکتشافات بشر در ورای جو زمین، بسیار مهم است. در کنار این تحلیل علمی، می‌کوشم نکات کلیدی را که باید پیش از سرمایه‌گذاری و خرید تجهیزات جوشکاری فضایی مدنظر داشت، نیز بیان کنم.
تعریف جوشکاری و اهمیت آن در صنعت فضایی
من در مطالعات خودم همواره به این تعریف رسیده‌ام که جوشکاری، فرایند اتصال دائمی دو قطعه فلزی یا غیرفلزی از طریق ذوب موضعی و در برخی موارد ترکیب شیمیایی متالورژیکی است. در صنعت فضایی، این تعریف به سطحی بالاتر ارتقاء می‌یابد، چراکه ما نه‌تنها دو قطعه را به‌هم متصل می‌کنیم، بلکه باید تضمین کنیم این اتصال در شرایط سخت تابش‌های کیهانی، اختلاف دمای شدید و محیط صفر جاذبه (Microgravity) همچنان پایدار باقی می‌ماند. در مأموریت‌های طولانی‌مدت، مثلاً پروازهای عمیق فضایی یا استقرار پایدار در ایستگاه فضایی بین‌المللی، نیاز به تعمیر سازه‌های بیرونی یا داخلی ناگزیر به‌نظر می‌رسد.
همچنین ایده ساخت سازه‌های بزرگ‌تر در مدار، مثل تلسکوپ‌های فضایی یا سکونتگاه‌های مداری، به روش‌های جوشکاری پیشرفته نیاز دارد. بررسی آمارها نشان می‌دهد که تا سال 2035، حداقل 35 مأموریت سرنشین‌دار بلندمدت در برنامه‌های مختلف فضایی جهان پیش‌بینی شده است. این رقم نشان می‌دهد که اگر سازمان‌های فضایی نتوانند به یک روش عملیاتی و ایمن برای جوشکاری دست یابند، مجبور خواهند بود همواره قطعات و ساختارهای بزرگ را از پیش روی زمین بسازند و در فضا فقط مونتاژ پیچ‌ومهره‌ای انجام دهند، که قطعاً زمان‌بر و محدودیت‌آفرین است.
چالش‌های اصلی جوشکاری در شرایط صفر جاذبه
وقتی شروع کردم به مطالعه پدیده جوشکاری در شرایط صفر جاذبه، با انبوهی از چالش‌ها مواجه شدم که در جوشکاری روی زمین هرگز تجربه نمی‌شوند. یکی از مهم‌ترین مسائل، رفتار فلز مذاب در غیاب نیروی گرانش است. ذرات مذاب ممکن است به‌جای حرکت تحت تأثیر وزن خود، به‌صورت کروی در محیط پراکنده شوند. این مسئله می‌تواند برای فضانوردان بسیار خطرناک باشد؛ چراکه ذرات داغ معلق می‌توانند به لباس فضایی آسیب برسانند یا در بخش‌های حیاتی ایستگاه نفوذ کنند.
علاوه‌بر این، نبود جاذبه سبب می‌شود گاز محافظ (مانند آرگون در جوشکاری TIG یا MIG) به‌طور تصادفی پراکنده شود و نتواند حوضچه مذاب را به‌خوبی بپوشاند. من در مقالات فنی متوجه شدم که ایجاد محفظه‌ای برای کنترل گاز حفاظتی یا استفاده از فناوری‌های جوشکاری خلأ که به گاز محافظ نیاز کمتری داشته باشند، به‌عنوان راه‌حل پیشنهاد می‌شود. همچنین مشکل هدایت حرارتی و انتقال حرارت در فضا نسبت به زمین متفاوت است؛ سیستم‌های خنک‌کننده باید طوری طراحی شوند که با تبادل حرارتی به شکل تابشی، بتوانند از گرمای بیش‌ازحد جلوگیری کنند.
مشکل دیگر به حرکت ظریف اپراتور برمی‌گردد. وقتی فضانورد قصد دارد مشعل جوش را روی قطعه نگه دارد، بدون وجود وزن، هرگونه نیروی واکنش می‌تواند سبب پس‌زدن بدن فضانورد شود. این یعنی تمرکز اپراتور برای ثابت نگه‌داشتن مشعل فوق‌العاده دشوار خواهد بود و نیاز به ابزارهای ویژه تثبیت‌کننده یا ربات‌های کنترل‌شده از راه دور وجود دارد. بر اساس گزارش ناسا در سال 2017، در آزمایش‌های زمینی شبیه‌سازی محیط ریزگرانش، حتی لرزش‌های کوچک دست فضانورد باعث می‌شد جوش به‌صورت نامنظم شکل بگیرد و نقطه ذوب چندان کنترل‌شده نباشد.
تکنیک‌های جوشکاری مورد استفاده در فضا
من وقتی تاریخچه جوشکاری فضایی را مرور می‌کنم، می‌بینم که از دهه 1960 میلادی در شوروی سابق روی فرایندهای الکترونی تمرکز شده بود. در مأموریت سالیوت 6 در دهه 1970، فضانوردان شوروی روش الکترون بیم (Electron Beam Welding) را در ریزگرانش امتحان کردند. دلیل این انتخاب آن بود که در این روش، به‌جای سیم جوش و گاز محافظ، الکترون‌های پرسرعت به ناحیه جوش تابیده می‌شوند و فلز به‌صورت موضعی ذوب می‌گردد. این کار در محفظه خلأ انجام می‌شود و نیازی به حمل گاز ندارد. گزارش‌ها نشان دادند که این روش امیدوارکننده است، اما کنترل جهت‌گیری پرتوی الکترونی در حضور میدان‌های مغناطیسی و لرزش‌های کوچک بسیار دشوار بود.
در برنامه‌های جدیدتر، روش اصطکاکی اغتشاشی (Friction Stir Welding) نیز مدنظر قرار گرفته است. در این روش، یک ابزار چرخان با اعمال فشار بر محل اتصال قطعات، گرمای موضعی تولید می‌کند و به‌نوعی آن‌ها را به حالت خمیری درمی‌آورد. من از یکی از محققان آژانس فضایی اروپا شنیدم که این روش از آن جهت جذاب است که خبری از ذرات مذاب شناور در محیط نیست و عملاً یک فرایند حالت جامد به‌شمار می‌رود. بااین‌حال، نیاز به اعمال نیروی فشاری بالا (گاهی بیش از 2000 نیوتن) وجود دارد، که در شرایط بی‌وزنی پیچیدگی می‌آفریند.
نوع دیگری که من در اسناد ناسا دیده‌ام، استفاده از جوش لیزری است. در این روش، پرتو لیزر پرانرژی متمرکز روی ناحیه کوچک قطعه تابیده می‌شود و آن را ذوب می‌کند. مزیت این روش، کنترل نسبی پرتوی لیزر و عدم نیاز به الکترود ایساب مصرفی است. اما معضل اصلی، قیمت بالای سامانه لیزر و نیاز به تأمین توان الکتریکی زیاد در فضاست؛ جایی که هر وات انرژی اهمیت دارد.
تجهیزات و فناوری‌های خاص برای جوشکاری در فضا
من همیشه تأکید دارم که جوشکاری در فضا صرفاً یک فرایند حرارتی ساده نیست، بلکه نیازمند مجموعه‌ای از تجهیزات پیچیده است. به‌عنوان مثال، برای روش جوش الکترون بیم، ما به یک تفنگ الکترونی (Electron Gun) نیاز داریم که در خلأ کار کند و بتواند پرتو الکترونی را با شدت بالا و انرژی حدود 30 تا 100 کیلوولت تولید نماید. سپس یک سامانه کنترل مغناطیسی یا الکترواستاتیکی لازم است تا پرتو را به محل اتصال هدایت کند.
در روش لیزری نیز نیازمند منبع لیزر پرتوان (در محدوده ده‌ها تا صدها وات یا حتی چند کیلووات) هستیم. این منبع باید توسط یک سیستم اپتیکی بسیار دقیق مدیریت شود تا نقطه کانونی لیزر کاملاً بر محل اتصال متمرکز گردد. من شخصاً نتایج تحقیقاتی را دیدم که نشان می‌داد به‌دلیل ریزلرزش‌های ایستگاه بین‌المللی، گاهی پرتو لیزر از خط اتصال منحرف می‌شود و جوش پیوسته ایجاد نمی‌گردد. درنتیجه، باید سازوکارهای جبران یا هدایت اتوماتیک در نظر گرفته شود.
مهندسی مواد در این میان نقش مهمی دارد. تولید الکترودهای مخصوص (برای روش‌هایی که از سیم جوش بهره می‌برند) مانند الکترود کیسول که بتوانند در محیط خلأ یا فشار پایین گاز به‌خوبی قوس الکتریکی را حفظ کنند، یکی از معضلات اصلی است. در پروژه مشترکی بین ناسا و یک شرکت خصوصی، الکترودهایی با پوشش حفاظتی خاص طراحی شده‌اند که مانع تبخیر ناخواسته عناصر آلیاژی در خلأ می‌شوند.
مواد پیشرفته مورد استفاده در جوشکاری فضایی
کاربرد آلیاژهای سبک و در عین حال مستحکم مثل آلومینیوم‌ـ‌لیتیوم یا تیتانیوم آلفا‌ـ‌بتا در صنعت هوافضا رواج زیادی دارد. من در مطالعاتم به آماری برخوردم که می‌گوید در 65 درصد قطعات خارجی ایستگاه فضایی بین‌المللی، از آلومینیوم سری 2000 یا 7000 استفاده شده است. این آلیاژها در برابر خوردگی فضای خارجی و شوک‌های حرارتی مقاوم‌اند، اما حین جوشکاری خواص حساسیت‌برانگیزی دارند، چراکه انجماد سریع در محیط خلأ ممکن است باعث ترک خوردن ساختار شود.
از طرف دیگر، آلیاژهای پایه تیتانیوم مانند Ti-6Al-4V بسیار محبوب‌اند، اما جوشکاری آن‌ها در شرایط کم گرانش و در معرض عناصر خورنده همچون اکسیژن اتمی بالا در مدار لئو (LEO) می‌تواند ساختار اکسیدی ناخواسته ایجاد کند. برای غلبه بر این موضوع، از محفظه‌های خلأ یا جریان شدید آرگون استفاده می‌شود. تعداد زیادی از قطعات اتصالی ربات بازوی کانادارم در ایستگاه بین‌المللی، از این آلیاژ ساخته شده‌اند و فرآیند جوششان با روش الکترون بیم در شرایط آزمایشگاهی انجام گرفت.
آزمایش‌ها و تحقیقات انجام شده در زمینه جوشکاری در فضا
در دهه 1970، اتحاد جماهیر شوروی آزمایش‌هایی روی سالیوت 6 و بعدها در سالیوت 7 انجام داد. فضانوردان با تجهیزات قابل حمل Electron Beam Welding موفق شدند چند قطعه آلومینیومی را جوش دهند و بررسی‌های متالورژیکی بعدی نشان داد که مقاومت کششی تا 80 درصد مقدار قطعه اصلی حفظ شده است. من بخش‌هایی از این گزارش را که بعدها در مجله‌های تحقیقاتی منتشر شد، مرور کردم؛ آن‌ها متذکر شده بودند که کنترل قطر پرتو الکترونی در میدان‌های مغناطیسی زمین یکی از سخت‌ترین مراحل کار بوده است.
در ایستگاه فضایی بین‌المللی نیز تحقیقات متعددی صورت گرفته و یکی از پروژه‌های معتبر در سال 2009 اجرا شد که جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی را در شبیه‌ساز ریزگرانش زمینی مورد آزمایش قرار دادند و موفق شدند ورق‌های آلومینیومی نازک را با کیفیت مطلوب متصل کنند. هرچند تا امروز، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی به‌صورت گسترده در مدار انجام نشده، اما مطالعات نشان می‌دهد که این روش امیدوارکننده است.
کاربردهای جوشکاری در فضا
من بارها مشاهده کرده‌ام که در فضاگاه‌های بین‌المللی، تعمیر یا حتی تقویت بخش‌های آسیب‌دیده یک سازه مداری، بدون وجود تکنیک‌های جوشکاری پیشرفته تقریباً ناممکن می‌شود. در سال 2011، بخشی از سیستم خنک‌کننده ایستگاه فضایی بین‌المللی دچار آسیب مکانیکی شد و تعویض آن احتیاج به برش و اتصال لوله‌های آلومینیومی داشت. اگرچه آن زمان از روش‌های جایگزین نظیر کوپلینگ‌های مکانیکی استفاده کردند، اما در آینده، اجرای سریع جوشکاری در فضا می‌تواند زمان تعمیر را به‌شدت کاهش دهد.
از دیگر کاربردهای احتمالی می‌توان به ساخت سازه‌های بزرگ مثل بازتابنده‌های خورشیدی، آنتن‌های رادیویی، سازه‌های نگهدارنده پنل‌های خورشیدی و حتی قطعات یک ایستگاه فضایی جدید اشاره کرد. درصورتی‌که بتوانیم بخشی از ساختار را در مدار بسازیم، نیاز به پرتاب حجم زیاد بار از زمین کم خواهد شد. بر اساس پیش‌بینی‌ها، اگر بشر قصد احداث پایگاهی در سطح ماه یا مریخ را داشته باشد، توانایی انجام جوشکاری در شرایط کم‌جاذبه یا ریزگرانش عملاً الزامی خواهد بود.
آینده جوشکاری در فضا و نقش آن در اکتشافات فضایی آینده
من با نگاهی رو به آینده، متوجه می‌شوم که فرایندهای موسوم به «ساخت افزایشی فضایی» (In-Space Additive Manufacturing) با کمک جوشکاری پیشرفته، موقعیت بسیار هیجان‌انگیزی را رقم می‌زنند. تصور کنید یک پرینتر سه‌بعدی مبتنی بر فناوری جوشکاری را در مدار داشته باشیم که بتواند قطعات را لایه‌به‌لایه تولید و متصل کند. در این صورت، نیاز به حمل انبوه تجهیزات و قطعات یدکی از زمین به فضا به‌طور چشمگیری کاهش می‌یابد.
تا سال 2040، احتمالاً مأموریت‌های سرنشین‌دار به ماه و مریخ رونق خواهند گرفت. در چنین مأموریت‌هایی، نیاز به ساخت پایگاه‌ها و تجهیزات ضروری در محل وجود دارد. جوشکاری در فضا می‌تواند به ما اجازه دهد تا با استفاده از منابع موجود در محل (مثل فلزات موجود در خاک ماه)، ابزارها و سازه‌هایی را بسازیم. این رویکرد در کاهش هزینه‌های پرتاب، نقش کلیدی ایفا خواهد کرد. آمارهای جهانی نشان می‌دهد که انتقال هر کیلوگرم بار به مدار نزدیک زمین گاهی تا 2000 دلار هزینه می‌برد؛ حال اگر بتوانیم بخشی از قطعات را در همان مدار یا سطح سیاره هدف بسازیم، صرفه‌جویی چشمگیری صورت خواهد گرفت.
مقایسه جوشکاری در فضا با جوشکاری در زمین
وقتی تجربه شخصی‌ام در کارگاه‌های جوشکاری زمینی را با چالش‌های فضایی می‌سنجم، متوجه می‌شوم که تقریباً همه چیز در فضا متفاوت است، از کنترل حوضچه مذاب گرفته تا مکانیزم خنک‌سازی و ضرورت مدیریت ذرات فرّار. در زمین، بخش اعظم مسائل جوشکاری با رعایت استانداردهای متالورژی و ایمنی گازی حل می‌شود و جاذبه کمک می‌کند حوضچه مذاب به سمت پایین جریان یابد. ولی در مدار، چون جاذبه را در مقیاس‌های معمولی نداریم، خواص سیال فلز مذاب تغییر می‌کند و به پدیده‌هایی مانند کشش سطحی وابستگی بیشتری دارد.
از سوی دیگر، روی زمین از طیف وسیعی از تجهیزات سنگین یا میزهای ثابت استفاده می‌کنیم. اما در فضا، محدودیت حجم و وزن ابزارها بسیار جدی است. این نکته را نباید فراموش کرد که کیفیت جوش ایجادشده در فضا، باید دست‌کم معادل یا بیشتر از استانداردهای زمینی باشد؛ چون این قطعات در معرض تابش پرتوهای کیهانی و تغییرات دمایی سریع قرار می‌گیرند. آزمایش‌های اخیر نشان داده که خواص مکانیکی جوش‌های فضایی در صورت مدیریت صحیح حرارت و گاز محافظ، می‌تواند کاملاً قابل مقایسه با نمونه‌های زمینی باشد.
ایمنی و ملاحظات خاص در جوشکاری فضایی
پیش از هر چیز، من یادآوری می‌کنم که ایمنی در فضا مهم‌تر از هر محیط صنعتی زمینی است. بروز یک خطا یا آتش‌سوزی می‌تواند کل مأموریت را در خطر بیندازد. در جوشکاری قوسی یا لیزری، جرقه‌ها و ذرات مذاب می‌توانند به‌صورت تصادفی به بخش‌های حساس فضاپیما یا لباس فضانوردان برخورد کنند. برای پیشگیری، معمولاً محفظه‌های کوچک یا چادرهای مخصوص را طراحی می‌کنند که فضانورد یا ربات درون آن قرار گرفته، عمل جوشکاری را انجام می‌دهد و از پخش ذرات به اطراف جلوگیری می‌شود.
ملاحظه مهم دیگر، بحث تبخیر مواد است. آلومینیوم یا تیتانیوم اگر بیش‌ازحد حرارت ببینند، ممکن است بخشی از عناصر آلیاژی به‌صورت بخار وارد محیط شوند و حتی خطر سمی بودن داشته باشند. بارها در گزارش‌های فضایی خوانده‌ام که وجود ردی از بخار فلزی در ماژول‌های فضاپیما، سبب مشکلاتی در سیستم‌های بازیافت هوا شده است. بنابراین، سیستم‌های تهویه و فیلتراسیون مخصوص مورد نیاز است. مسئله برخورد با تشعشعات کیهانی و برهم‌کنش آن با قوس الکتریکی یا پرتو الکترونی نیز باید به‌دقت بررسی شود.
نکات کلیدی قبل از خرید و سرمایه‌گذاری در فناوری جوشکاری فضایی
من در بررسی‌هایم به این نتیجه رسیدم که هر شرکتی یا سازمانی مانند بهلر که بخواهد در حوزه «جوشکاری در فضا» سرمایه‌گذاری کند و تجهیزات مرتبط را خریداری نماید، باید چند فاکتور بنیادین را در نظر بگیرد. نخست، نوع فناوری مورد نظر است؛ چه روشی با ماهیت مأموریت و نوع آلیاژها سازگارتر است؟ اگر قطعات بزرگ و ضخیم داریم، شاید الکترون بیم یا اصطکاکی اغتشاشی کاربرد بیشتری داشته باشد. اگر ظرافت کار مهم‌تر است، شاید لیزر بهتر پاسخ دهد.
دومین نکته، مسائل مربوط به بسته‌بندی و وزن است. حمل ابزار سنگین یا منبع تأمین انرژی پرقدرت به مدار، هزینه‌بر است. باید بررسی شود که آیا سامانه مورد نظر ما می‌تواند با صرف کمترین انرژی الکتریکی کار کند؟ برای مثال، اگر به چند کیلووات توان نیاز داشته باشیم، ظرفیت پنل‌های خورشیدی سفینه یا ایستگاه فضایی باید پاسخ‌گو باشد.
نکته سوم، سازگاری با الزامات ایمنی و استانداردهای پرتاب فضایی است. این دستگاه‌ها باید تست شوک، تست ارتعاش و تست خلأ حرارتی را پشت سر بگذارند. بسیاری از سیستم‌های الکترونیکی در خلأ و دمای بالا/پایین عملکرد پایدار ندارند. از طرفی باید به طراحی ماژول کنترل از راه دور توجه کرد؛ فضانوردان نمی‌توانند همواره با دقت و تمرکز بالا عمل جوش را انجام دهند. برخی پیشنهاد می‌دهند که ربات‌های تخصصی وظیفه جوشکاری را بر عهده گیرند و فضانوردان صرفاً ناظر باشند.
جدول زیر را آماده کرده‌ام تا برخی از فناوری‌های جوشکاری در فضا، مزایا و معایب و کاربردهایشان را به‌صورت خلاصه نشان دهم. این جدول حاوی داده‌هایی است که از ترکیب چندین مقاله پژوهشی و پروژه‌های فضایی اقتباس کرده‌ام.
| فناوری جوشکاری | نقاط قوت | چالش‌ها | کاربردها |
| الکترون بیم (EBW) | بدون نیاز به گاز محافظ، تمرکز حرارتی بسیار بالا | کنترل دشوار پرتو در میدان‌های مغناطیسی زمین | اتصال سازه‌های آلومینیومی یا تیتانیومی در محیط خلأ |
| اصطکاکی اغتشاشی (FSW) | عدم وجود مذاب شناور، مقاومت مکانیکی مطلوب | نیاز به نیروی فشاری زیاد و تجهیزات قدرتمند | جوشکاری طولی آلومینیوم یا ساخت مخازن سوخت با طول بالا |
| لیزری (LW) | بدون تماس، امکان دقت بالا در نقطه کانونی | مصرف توان قابل توجه، نیاز به سیستم اپتیکی پیچیده | تعمیر قطعات حساس و ظریف با فولادهای مختلف |
| قوسی با الکترود مخصوص (GTAW/MIG) | فناوری آشنا در زمین، هزینه نسبی کمتر | دشواری مدیریت حوضچه مذاب و گاز محافظ در شرایط ریزگرانش | تعمیرات اضطراری مقیاس کوچک یا آزمایش‌های اولیه در مدار |
نگاه کردن به این جدول به من نشان می‌دهد که «جوشکاری در فضا» پیچیدگی‌های منحصربه‌فردی دارد و هر فناوری با توجه به نوع مأموریت و الزامات فنی، می‌تواند بهترین یا بدترین انتخاب باشد.
پرسش‌های متداول کوتاه
آیا قوس الکتریکی در خلأ می‌تواند شکل بگیرد؟ بله، اگر اختلاف پتانسیل مناسب و منبع یونی یا الکترونی وجود داشته باشد، قوس هم شکل می‌گیرد؛ اما کنترل آن در خلأ دشوار است.
آیا جوشکاری اصطکاکی برای سازه‌های بزرگ در مدار قابل استفاده است؟ در صورت وجود ماشین‌آلات قدرتمند برای اعمال فشار و گشتاور، بله، اما طراحی این ماشین‌آلات در ریزگرانش بسیار پیچیده است.
چرا جوشکاری الکترون بیم در فضا محبوب شده؟ به‌خاطر عدم نیاز به گاز محافظ و قابلیت نفوذ عمیق پرتو الکترونی در فلزات، گزینه‌ای جذاب برای شرایط خلأ است.
آیا امکان جوش دادن مواد مرکب (کامپوزیت‌ها) در فضا وجود دارد؟ بسته به نوع کامپوزیت، روش‌های جوش اصطکاکی یا چسب‌های فضایی به کار می‌روند، اما هنوز مطالعات کافی وجود ندارد.
آیا در فضا ربات‌هایی داریم که به‌صورت خودکار جوشکاری کنند؟ برخی طرح‌های آزمایشی وجود دارد، ولی هنوز هیچ مأموریت عملیاتی گسترده‌ای در ایستگاه فضایی انجام نشده است.
جمع‌بندی
من در این نوشتار سعی کردم تصویری جامع و علمی از «جوشکاری در فضا» ارائه دهم و نشان دهم که این فرایند فراتر از یک عملیات ساده اتصال فلزات است. پیچیدگی در تنظیم حوضچه مذاب، کنترل گاز محافظ، مدیریت حرارت و مواجهه با شرایط سخت فضایی، همه‌و‌همه سطح جدیدی از مهندسی و نوآوری را طلب می‌کنند. از سوی دیگر، داشتن توانایی جوشکاری و تعمیر سازه‌ها در مدار یا در سطوح سیاره‌ای مثل ماه و مریخ، می‌تواند پنجره جدیدی به‌سوی گسترش مرزهای فضایی بشر باز کند.
برای اینکه بدانید درباره: جوشکاری زیر آب : فرصتی پرسود با چالش های منحصربه فرد
آمارها و پیش‌بینی‌ها حاکی از آن است که دهه 2030 تا 2040، دوران اوج مأموریت‌های فضایی طولانی‌مدت خواهد بود و وجود زیرساخت تعمیر و ساخت در فضا، هزینه‌ها را به‌شکل قابل توجهی کاهش می‌دهد. بنابراین، اگر یک سازمان فضایی یا شرکتی قصد دارد در این بخش سرمایه‌گذاری کند، ابتدا باید روش جوشکاری مناسب، طراحی تجهیزات سبک و سازگار با خلأ، منابع انرژی قابل اعتماد و بالاخره تمهیدات ایمنی گسترده‌ای را در نظر بگیرد. در غیر این صورت، چنین پروژه‌هایی با هزینه‌های سرسام‌آور و خطرات پیش‌بینی‌نشده مواجه خواهند شد.
نگاه من این است که آینده سفرهای فضایی، به ساخت و تعمیر سازه‌های بزرگ در مدار گره خورده است. ما دیگر فقط محدود به حمل و مونتاژ سازه‌های ازپیش‌ساخته روی زمین نخواهیم بود. جوشکاری در فضا پلی است میان تصور کنونی ما از صنعت فضایی و آنچه در آینده نزدیک ممکن است واقعیت روزمره‌ای در ایستگاه‌های فضایی شود. این فناوری نه‌تنها به حل مشکلات اضطراری در مأموریت‌های بلندمدت کمک می‌کند، بلکه درهای جدیدی را برای ابتکارات در ساخت‌وساز فضایی می‌گشاید. من مشتاقم ببینم در سال‌های آتی، چگونه پیشرفت‌های متالورژی، رباتیک و مهندسی هوافضا دست در دست یکدیگر خواهند داد تا رؤیای ساختمان‌سازی در مدار را به حقیقت تبدیل کنند.
