Как восстанавливаются покрытия космических апаратов на орбите

Космические станции и корабли находятся под непрекращающимся воздействием глубокого вакуума, микрометеоритов и излучений. И как бы надежно ни были сработаны эти аппараты, при длительной их эксплуатации терморегулирующие, защитные и оптические покрытия в какой-то степени утрачивают свои служебные свойства.

Для восстановления тончайших поверхностных слоев существует множество способов, например, электронно-лучевое испарение. Но как эту земную технологию реализовать в условиях космоса? С одной стороны, многое там упрощается, ведь есть «готовый» вакуум. Однако немало трудных вопросов возникает из-за невесомости. Чтобы получить ответ на них, Институт электросварки им. Е. О. Патона разработал технологическую установку «Испаритель» для нанесения тонкопленочных металлических покрытий на экспериментальные образцы из конструкционных материалов методом термического испарения и конденсации.


Установка состоит из рабочего блока, обеспечивающего испарение в вакууме металлов, и пульта управления. Рабочий блок — это два испарителя, которые представляют собой уникальные высоконадежные и безопасные в эксплуатации моноблоки, содержащие повышающие и понижающие трансформаторы, выпрямители, электронные инжекторы, испаряющие устройства с тугоплавкими тиглями и паропроводы. В блоке размещен также манипулятор с образцами подложек.

Основная сложность, с которой пришлось столкнуться создателям установки, связана с тем, что любая жидкость, находящаяся в открытом сосуде, в невесомости ведет себя совершенно не так, как на Земле. В зависимости от степени смачивания она либо расползается по стенкам сосуда, охватывая и его внешнюю поверхность, либо собирается в шар и уходит из сосуда. Ясно, что при работе с расплавленными металлами это совершенно недопустимо, а для формирования устойчивых потоков паров металлов нужны именно открытые сосуды — тигли. Ученым института удалось решить эту сложную задачу.

Проверка в космосе

Летом 1979 года грузовой корабль «Прогресс» доставил установку «Испаритель» на орбитальную станцию «Салют-6». Рабочий блок установки разместили в шлюзовой камере станции, а соединенный с ним кабелем пульт управления— в ее рабочем отсеке. Установка включалась после разгерметизации шлюзовой камеры и достижения в ней забортного вакуума. Разогрев тигля с испаряемым металлом достигался за счет его бомбардировки расфокусированным пучком электронов, формируемым низковольтной пушкой.

Испаряемый металл осаждался в виде тончайшей пленки на образцах, установленных в манипуляторе и поочередно экспонируемых в течение заданного времени. Толщину пленки можно варьировать в широких пределах регулировкой режима испарения и продолжительностью экспозиции, которая обеспечивается перекрытием потока пара специальной шторкой.

Эксперименты, проведенные космонавтами В. В. Рюминым и В. А. Ляховым, подтвердили принципиальную возможность нанесения покрытий в космосе этим методом. В 1980 году на борту станции «Салют-6» систематические исследования оригинальной технологии проводили космонавты А. С. Попов и В. В. Рюмин, а затем в 1981 году — космонавты В. В. Коваленок и В. П. Савиных. За три года с помощью установки «Испаритель» на борту станции «Салют-6» было получено свыше двухсот образцов различных покрытий высокого качества, обладающих по некоторым параметрам уникальными свойствами.

Источник Наука и жизнь, №5 1984

Сохранить в:

  • Покрытия для космоса
  • Смачивание на земле И. в космосе
  • Космические покрытия
  • Смачивание в космическом корабле
  • Иэс им Е. о патона фото
  • Испаритель м для орбитальной станции
  • Испаритель м космос
  • Тонкие пленки в космосе
  • Испаритель м космос
  • Покрытия для космоса
  • Смачивание на земле И. в космосе
  • Космические покрытия
  • Смачивание на земле И. в космосе
  • Иэс им Е. о патона фото
  • Испаритель м для орбитальной станции