Индекс цитирования Яндекс.Метрика

Направления

12.04.2019

Путь к звездам: материалы ВИАМ в космической технике

Созданные учеными ВИАМ материалы и технологии сыграли большую роль в реализации космического проекта.

Полет Юрия Гагарина положил начало новой эре пилотируемой космонавтики. Для реализации такой масштабной задачи потребовалось, чтобы в единый кулак было собрано все – наука, промышленность, ресурсы. На покорение космоса работали лучшие специалисты из десятков отраслей, в том числе и сотрудники ВИАМ. Созданные ими материалы и технологии сыграли большую роль в реализации космического проекта.

Безусловно, создание и запуск легендарного корабля-спутника «Восток» – выдающееся событие в развитии космонавтики. Однако фактически путь в космос был открыт на три года раньше полета Гагарина. 4 октября 1957 года на околоземную орбиту был выведен первый искусственный спутник.

Аппарат был изготовлен из разработанного в ВИАМ алюминиевого сплава АМг6. Спутник выведен на орбиту ракетой Р-7 с двигателями РД-107 и РД-108, создание которых, по заявлению генерального конструктора В.П. Глушко, было бы невозможным без материалов ВИАМ. Например, в конструкции приборных отсеков ракеты использован магниевый сплав, разработанный в ВИАМ и обеспечивший снижение их массы на 25–30%.

12 апреля 1961 года ракетой Р-7 был осуществлен запуск космического корабля «Восток» с первым космонавтом Ю.А. Гагариным на борту. Этот день открыл новую эру в покорении космоса.

При создании космического корабля «Восток» ВИАМ был определен исполнителем по созданию жаропрочных материалов и теплозащитных покрытий. Возглавил работы начальник института А.Т. Туманов. В составе теплозащитной конструкции впервые использованы соты на основе стеклоткани, пропитанной полимерными связующими. Кроме того, в космическом корабле «Восток» были широко использованы разработанные в ВИАМ металлические материалы.


По техническому заданию НПП «Звезда» в ВИАМ были выполнены работы по созданию гермошлемов для космонавтов из стеклопластиков.

Специалисты ВИАМ внесли большой вклад в создание светофильтров иллюминаторов и гермошлемов скафандров космонавтов. Использованные решения позволили осуществить выход космонавта А.А. Леонова в открытый космос.

Для перехода космонавтов Е.В. Хрунова и С.В. Елисеева из корабля «Союз-5» в корабль «Союз-4» в ВИАМ были разработаны специальные светофильтры «Ястреб».

Для скафандра «Орлан-Д» разработаны светофильтры из поликарбоната с комбинированным светофильтрующим покрытием из золота, сульфида меди и двух слоев лака. Они позволили надежно защитить лицо и глаза космонавтов от солнечной радиации. Всего институт поставил более 100 светофильтров различных типов.


Для космических аппаратов в ВИАМ были разработаны терморегулирующие лакокрасочные покрытия. Наиболее востребованной оказалась белая акриловая эмаль, которая обеспечивала требуемый тепловой режим. Впервые эмаль применена на внешней поверхности «Лунохода-1»(1970 г.).

Для окраски теплообменников ядерных энергетических установок, которые обеспечили многомесячную работу «Лунохода-1», применялась разработанная в ВИАМ эмаль с термостойкостью 600°С.

С 1979 года в ВИАМ совместно с РКК «Энергия» и ГКНПЦ им. М.В. Хруничева проводились работы по исследованию структуры и физико-механических свойств материалов в условиях открытого космоса.

Образцы прошли длительную натурную экспозицию в составе микрометеоритной защиты орбитального комплекса «Мир» и после возвращения на Землю исследованы различными методами. Были разработаны и внедрены в практику методология и методы оценки длительной работоспособности неметаллических материалов наружных конструкций орбитальных станций «Салют» и «Мир».


Разработанные в ВИАМ негорючие пенопласты ППИ-1 и ППИ-2 обеспечили теплозащиту для советского космического аппарата «Венера-9».

С 1970-х годов в космической технике применяются полимерные материалы. Углепластики использовались в каркасах солнечных батарей, из них изготовлялись зеркала антенн, штанги, элементы интерьера. Из созданных в ВИАМ материалов ППИ-1 и ППИ-2 изготовлена теплозащита корпуса спускаемого аппарата станции «Венера-9».

При реализации всех отечественных космических программ применялись магниевые сплавы, разработанные в ВИАМ. Масса деталей из магниевых сплавов в аппаратах типа «Марс» составляет 5000 кг на каждое изделие. В конструкции аппаратов типа «Луна» применено 2700 кг, в аппаратах «Венера» – 1800 кг полуфабрикатов из магниевых сплавов.

Широкое применение в космической технике нашли и титановые сплавы, разработанные в ВИАМ. Их применение позволило значительно снизить массу и повысить прочность конструкций. В спускаемом аппарате «Венера» масса титановых конструкций составляет почти 90%.


17 февраля 1976 г. вышло Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О создании многоразовой космической системы и перспективных космических комплексов».

Решением ВПК от 18.12.1976 г. и Приказом МАП СССР от 17.01.1977 г. ВИАМ был определен головным институтом, координирующим все работы в области создания материалов для обеспечения разработки и производства МКС «Энергия–Буран».

В рамках этого проекта в ВИАМ было разработано 39 принципиально новых материалов и 230 технологий, усовершенствовано более 60 материалов и технологий.

Созданный в СССР, в ответ на разработку американской многоразовой транспортной космической системы, проект «Энергия-Буран» объединил 1200 предприятий промышленности.

В процессе полета «Бурана» теплозащита успешно выдержала экзамен: из 38800 плиток лишь 7 были повреждены или утеряны при посадке, тогда как в первом полете американского «Шаттла» было потеряно 37 теплозащитных плиток.


Несмотря на трудности 90-х годов, ВИАМ сохранил компетенции по созданию материалов и новых технологических процессов для космоса. Сегодня работы в этой области проводятся в соответствии со Стратегическими направлениями развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года.

В XXI веке освоение космоса для нашей страны остается приоритетным стратегическим направлением. И без применения материалов и технологий нового поколения вряд ли возможна практическая реализация масштабных космических задач.