В настоящее время любые крупные конструкции должны быть изначально собраны на Земле, выдерживать перегрузки при запуске, а выходя из строя, они становятся звездным мусором. Робот-сварщик позволит в перспективе ремонтировать и даже изготавливать объекты прямо в космосе. А это, как считают исследователи, снизит и затраты, и количество отходов. Проект называется ISPARK (Intelligent SPace Arc-welding Robotic Kit). На его реализацию выделено 560 000 фунтов стерлингов, из которых 485 000 предоставлены Национальной космической инновационной программой Великобритании, сообщает New-Science.ru.
Вообще сварка в космосе - это настоящий экстрим. Вакуум (отсутствие тепловой конвекции), микрогравитация (плавающий металл), температурная нестабильность (+120°C/-150°C), высокоэнергетическое излучение… Ключ для преодоления сложностей космической среды - цифровое моделирование. Как отмечается, ученые создадут "цифрового двойника", который с высокой точностью воспроизведет условия космоса на Земле. Каждая сварка, выполненная роботом в лаборатории, будет проверяться и дорабатываться с помощью этой модели.
Разработки в области космической сварки ведутся и в других странах. Например, американская компания ThinkOrbital уже провела успешные демонстрации автономной системы сварки в космосе, а исследователи из Техасского университета создают виртуальную среду для отработки различных методов сварки в условиях, имитирующих лунную поверхность.
В России созданы специальные манипуляторы - гигантские антропоморфные "руки" для орбитальной электронно-лучевой сварки. Как сообщалось ранее, установка состоит из двух частей с "руками", которые перемещают электронно-лучевую пушку. Когда она вращается, специальный узел складывает и раскладывает кабели и трубопроводы системы охлаждения. Это позволяет технологии работать практически автономно, без участия человека. Процессом сварки управляет компьютер, оператор должен только двигать гигантскими "руками".
Электронно-лучевая сварка применяется в отраслях, где нельзя использовать высокую термическую обработку изделия, но требуются большая прочность и эстетическая привлекательность. Орбитальная сварка позволяет соединять изделия по периметру без их вращения. По словам специалистов "Ростеха", объединив эти два способа, можно сваривать конструкции любых форм и размеров, например, крупногабаритные детали ракетно-космической техники.
Подобные супертехнологии способны трансформировать космические операции, превратив их из серии дорогостоящих одноразовых миссий в долгосрочную, самоподдерживающуюся экономическую и исследовательскую экосистему, подчеркивают эксперты.
Исследования возможности выполнения сварки в космосе начались еще в начале 60-х годов прошлого века, по инициативе советского главного конструктора Сергея Королева. Уже тогда предполагалось, что сварка в космосе будет использоваться для ремонта кораблей, орбитальных станций и различных металлоконструкций, находящихся в открытом космосе, на Луне и других планетах.
В 1965 году проводились эксперименты на летающей лаборатории Ту-104, за счет полетов по параболе на 25-30 секунд на борту возникают условия невесомости. Так вот результаты подтвердили реальность проведения сварки в динамической невесомости. А первый эксперимент по сварке в космосе состоялся 16 октября 1969 года. Его провели на корабле "Союз-6" космонавты Георгий Шонин и Валерий Кубасов. Сварка проводилась на аппарате "Вулкан" электронным лучом со сжатой дугой низкого давления и плавящимся электродом.
Установка была размещена в заранее разгерметизированном бытовом отсеке. Кубасов из спускаемого аппарата поочередно запустил три метода сварки: плазменную, электронно-лучевую и сварку плавящимся электродом.
В 1984 году космонавты Владимир Джанибеков и Светлана Савицкая впервые в истории выполнили сварку в открытом космосе. Они использовали сварочный аппарат "УРИ", разработанный Институтом электросварки им. Е.О. Патона. Джанибеков оборудовал сварочный пост и подготовил инструмент к работе. Савицкая выполнила операции резки, сварки, нанесения покрытий. Работа в открытом космосе продолжалась три часа.
В 1986 году космонавты Леонид Кизим и Владимир Соловьев на орбитальных станциях "Салют-7" и "Мир" занимались сваркой элементов крупногабаритных металлоконструкций. Во время выхода в открытый космос они устанавливали раздвижную ферму "Маяк" и выполняли сварочные работы с элементами конструкции, используя усовершенствованный "УРИ". Те эксперименты не только углубили понимание процессов сварки в открытом космосе, но и помогли разработать методики сборки и ремонтных работ в этих условиях.