СВАРКА В КОСМОСЕ: ТАК ВСЁ НАЧИНАЛОСЬ (к 45-летию космического эксперимента «Вулкан»)

© О.С.Цыганков
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы космического производства"
2014 г.

Многомодульные космические объекты не выводятся на орбиты в проектной конфигурации. Завершение создания орбитальных станций вынесено из сборочных цехов и осуществляется в условиях орбитального полёта. Для этого используется технология сборки-стыковки с механическим стягиванием соединяемых объектов и герметизацией стыка неметаллическими уплотнениями. В то же время, заваривание стыка (где это целесообразно) позволило бы повысить его долговечность, а также демонтировать агрегаты системы стыковки для многократного применения.

Перспективность этого направления несомненна, так как вряд ли в будущем какое-либо крупное строительство в космическом пространстве или на поверхности Луны, Марса, астероидов сможет обойтись без сварных соединений.

Всё это прекрасно и лучше многих видел и понимал Сергей Павлович Королёв, уже тогда мечтавший о космической индустрии.

Отвечая на вопрос о необходимости выхода человека в открытый космос, академик С.П. Королёв в марте 1965 г. в беседе с журналистами, после полёта космического корабля «Восход-2», сказал: «…летая в космосе, нельзя не выходить в космос… Мы, например, думаем всерьёз над тем, что космонавт, вышедший в космос, должен уметь выполнить все необходимые ремонтно-производственные работы, вплоть до того, что произвести нужную там сварку и так далее. Это не фантастика, это необходимость. Чем больше люди будут летать в космосе, тем больше это необходимость будет проявляться» («Кругозор», №4, 1966 г.).

Уже в 1964 г. Главным конструктором была поставлена задача разработки программы экспериментов по сварке в космических условиях. Оперативно был составлен план совместных работ между ОКБ-1 и Институтом электросварки им Е.О. Патона АН УССР (ИЭС). ИЭС, который имел опыт разработки крупнейших и уникальных по сложности проектов в области сварки и располагал необходимым научно-техническим потенциалом, была поручена головная роль по решению этой проблемы. Так было положено начало новой научно-технической отрасли — космической технологии.

До начала этих исследований не существовало ни технологий обработки расплавленных металлов в условиях «невесомости», ни литературы о возможности выполнения каких-либо технологических процессов в космосе. На начальном этапе разработки темы был проведен теоретический анализ известных методов получения неразъемных соединений с целью выбора наиболее перспективных. Исследователи руководствовались, наряду с технологическими критериями, также требованиями, обусловленными применением в космосе: безопасность, высокая надежность, малое энергопотребление, минимальные массогабаритные характеристики оборудования и др.

Проведению космических экспериментов предшествовала их отработка на Земле в условиях, имитирующих космические (микрогравитация, вакуум, переменная освещенность, градиент температур, ультрафиолетовое излучение и т.п.). Большая часть экспериментов была впервые проведена на борту самолета — летающей лаборатории, где возможно создавать кратковременную (до 30с) микротяжесть.

Для обеспечения ручной или полуавтоматической (с частичной механизацией) сварки требовались особые технологии и аппаратура. При этом очевидно, что операции по монтажу и ремонту космических объектов, если заранее не определены зоны работ, виды повреждений, могут быть выполнены только непосредственно космонавтом вручную.

Первый в истории технологический эксперимент в космосе был проведён 16 октября 1969 года на установке «Вулкан» по сварке и резке металлов в разгерметизированном бытовом отсеке космического корабля «Союз-6» тремя способами: плавящимся электродом, сжатой дугой низкого давления с полым катодом; электронным лучом.