12 апреля 1961 года полёт Ю.А. Гагарина открыл эру пилотируемой космонавтики.

17 октября 1969 г. в газетах появилось короткое сообщение: «Вчера, 16 октября на космическом корабле Союз–7 космонавтами СССР выполнены эксперименты по сварке». Вскоре развернулись исследования в области других космических технологий, материаловедения, строительства металлоконструкций, физики невесомости и даже астрофизики.

Значение прорывных сварочных и родственных технологий, открывших человечеству возможность работы в космосе, ещё до конца не оценено.

Архивы Института электросварки им. Е.О. Патона уже рассекречены, и теперь можно проследить, с каким напряжением работал сам директор – Борис Евгеньевич Патон – и возглавляемый им коллектив. Интересны также воспоминания самих участников этих исторических событий.

А всё начиналось с «черноморских волн».

Б.Е. Патон даёт старт первой космической технологии

Как правило, Борис Евгеньевич отдыхает в Крыму и там определенное время посвящает генерированию новых идей, подготовке конкретных задач для Института электросварки и других институтов НАН Украины, аппарата Президиума НАН Украины. В академических кругах эти его задания получили название «черноморские волны». После отпуска все поручения «морских волн» обсуждаются, готовятся плановые задания на ближайшее время, на полгода и на перспективу.

Неизвестно, каким острословом придумано название этих мероприятий, но они не дают учёным «застаиваться», требуют заниматься сложнейшими исследованиями, проблемами научно-технического прогресса. Выполнять такие задания было нелегко, но зато по многим направлениям работы отечественные учёные лидировали. А в 1963 году Борис Евгеньевич поставил самому себе задание, многим показавшееся фантастическим.

Он писал в самом массовом научно-популярном журнале «Наука и жизнь»: «Писатели-фантасты любят описывать острые моменты, когда маленькие осколки метеоритов пробивают обшивки кораблей. При этом всегда возникают драматические ситуации, в которых космонавтов спасают или сверхпрочные скафандры, или различные экраны космической защиты.

Но мне кажется, что, отправляя межпланетные корабли по неизведанным трассам, человечество разработает более надёжные способы защиты. Ну, а если всё-таки в один из отсеков попадёт метеорит, то в ликвидации аварии космонавтам поможет механический робот-сварщик.

Электронные операторы в сотые доли секунды определят уровень аварии, вычислят по скорости падения давления размер поражения, мгновенно дадут задание роботу-сварщику. Ещё большая роль работам данного профиля будет отводиться при постройке всех без исключения космических объектов. Космические ракеты, станции, города. Чтобы их оболочки надёжно защищали человека от всех вредных влияний, потребуется создание и соединение сверхпрочных материалов в условиях космоса».

Многие считали, что эта задача намного опережает время и решать её придётся теперешним школьникам. Ведь учёным необходимы были дополнительные знания. Проблема была абсолютно новая с десятком неопределённых параметров. Было ясно, что грандиозная индустриализация космоса должна решаться с учётом особенностей данной среды.

На применении в условиях невесомости ни одна из земных технология не ориентировалась. Тем не менее, было понятно, что многие физические явления, протекающие на молекулярном уровне (поверхностное натяжение, адгезия, смачивание, капиллярное давление и др.), в условиях космоса должны проявляться более активно, чем на Земле.

А на космических станциях и на других планетах, как и на Земле, при строительстве и ремонте не обойтись без сварки. Большинство технологий сварки, пайки и напыления основаны на нагреве. Серьёзные опасения вызывала безопасность экипажа и самого корабля из-за образования на летающем объекте расплавленного металла и функционирования высокотемпературных источников нагрева с потенциально высокой поражающей способностью.

Правда, несколько технологий сварки основывались на применении давления. Но возможности их были ограничены. Космосу требовались широкоуниверсальные технологии соединения. Дорога в Космос была открыта, но, чтобы успешно двигаться по ней, нужно ещё много работать. И, конечно, нужна космическая сварка – важнейшая земная технология.

Не было опыта конструирования и испытания соответствующего оборудования и средств защиты. При сварке основной металл расплавляется, и жидкая ванна может не удержаться поверхностным натяжением, что очень опасно для космонавтов и для корабля.

То же самое можно сказать о проблеме разбрызгивания металла при сварке. Меньше проблем с пайкой – процессы контролируются поверхностным натяжением, а невесомость и вакуум влияют положительно. Правда, всё равно требуется источник нагрева. Или, как же будут функционировать в вакууме скользящие штоки и крутящиеся валы, не будут ли «схватываться»?

Разработка техники по первому заданию – земные процессы в вакууме

Институт электросварки им. Е.О. Патона был самой большой в мире специализированной организацией по сварке и родственным технологиям (пайке, термической резке, проектированию и контролю конструкций).

Ещё основатель института Евгений Оскарович Патон организовал работу института так, чтобы научная идея или заказ промышленности доводились до практической проверки и внедрения. Научные отделы занимались фундаментальными и прикладными исследованиями, создавая основы для новых технологий.

Здесь же или в специальных технологических отделах разрабатывали новые способы сварки, материалы и выдавали задания в конструкторские отделы. А в мастерских и на опытных заводах делали аппараты, новые электроды и флюсы, выплавляли новые сплавы и др. Внедрением и доработкой новой техники занимались специальные отделы, а, если необходимо, то и с участием всех причастных.

Ко времени возникновения фантастической идеи Институт электросварки им. Е.О. Патона уже прославился решением впервые в мире проблем, которые не удавалось решить никому.

Автоматическая скоростная сварка броневых сталей и ускорение в 10 раз выпуска танков в годы войны, инновационные супертехнологии, обеспечившие восстановление экономики страны после войны, особые технологи для строительства трубопроводов, ракет, микроэлектроники и др.

И на первом этапе был назначен широкомасштабный поиск.

Борис Евгеньевич приказал приступить к экспериментальным работам по следующим направлениям:

а/ дуговая сварка плавлением /сварка дугой и плазмой, сварка плавящимся и неплавящимся электродом, сварка с присадкой и без неё;
б/ электронно-лучевая сварка / без присадки и с присадкой/;
в/ диффузионная сварка;
г/ газопрессовая сварка и газовая сварка плавлением;
д/ холодная сварка;
е/ пайка и сварка разнородных металлов;
ж/ резка /керосинно-кислородная, плазма, лазер, электронный луч/;
з/ новые методы сварки.

Исполнителей работ для космоса с февраля 1964 г. было решено освободить от работ по другой тематике, полностью переключив на тематику сварки в космосе.

В 1964 году, когда мир ещё продолжал удивляться масштабности проектов, осуществляемых в СССР в области космонавтики, был составлен план совместных работ по сварке в космических условиях, подписанный руководителем ОКБ-1 Сергеем Павловичем Королёвым (тогда входил в состав НИИ-88, в настоящее время Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С.П. Королева) и директором ИЭС им. Е.О. Патона Борисом Евгеньевичем Патоном. Так было зафиксировано начало новой научно-технической отрасли – космической технологии.

Критериями оценки технологий были универсальность, технологичность, простота. К оборудованию предъявлялись требования надёжности, безопасности, минимальные энергоёмкость, объём и масса.

Сравнительно быстро экспериментально удалось установить непригодность сварки взрывом, диффузионной и ряда других способов сварки. На первом этапе были отобраны электронно-лучевая, плазменная, дуговая плавящимся электродом, контактная, холодная и диффузионная.

Три последних способа не требовали специальных исследований – их возможности не зависели от вакуума и невесомости, однако они не решали всю проблему, потому что годились только для сварки отдельных изделий. Наиболее реальными инновационными сварочными и родственными технологиями были признаны способы, основанные на электронно-лучевом и плазменно-дуговом процессах.

Срочно впервые в мире в академическом институте Б.Е. Патон разворачивает исследования сварочных технологий в условиях, имитирующих космические. Точнее, в одном из «условий» – в вакууме, в пустоте.

На первом этапе исследования были непосредственно поручены ведущим учёным Института электросварки им. Е.О. Патона. В свою очередь С.П. Королев подключил к работам своих специалистов. К работе привлекались учёные Института электродинамики, Института общей и неорганической химии и других институтов АН УССР.

Универсальная, пригодная почти для любых металлов и сплавов, – это сварка вольфрамовым неплавящимся электродом в инертных газах – аргоне и гелии. Причём, если сжать столб дуги в специальных горелках, степень ионизации повышается и такая технология называется плазменной (или плазменно-дуговой) сваркой (процесс может использоваться и для резки).

Но на пути к цели возник, ни много, ни мало, физический закон. Электрическая дуга – это электрический разряд в газах. Это когда газообразное состояние вещества (атмосферные газы, пары металлов, воды и др.) превращаются в четвертое плазменное состояние (в ионы и электроны). Но газы, которые подавались вокруг электрода, в вакууме мгновенно рассасывались. Даже при повышенном расходе их не хватало для образования сварочной дуги.

Естественное решение – аргон должен выходить из самого электрода, так, чтобы успевал возникнуть разряд. Тогда должен был проявить действие другой физический закон – пинч-эффект – «самосжатие» проводника с током (т.е. – самой дуги).

Однако даже в арсенале ракетной техники не нашлось трубки из лантанированного вольфрама диаметром 4-6 мм. Не взялись сделать такие необычные электроды ни в академических институтах, ни на Электроламповом заводе «Светлана» (Москва).

И автор этой статьи вспомнил школьные годы. Мы жили в центре Москвы недалеко от Политехнического музея. Всё свободное время я проводил в его залах. Я помнил, что из зала сварки можно было пройти в небольшой зал, где демонстрировали, как медная проволока электрической искрой «выгрызает» отверстие в стальном бруске.

Командировочное задание в Москву подписал сам Б.Е. Патон. Старый экскурсовод, тот, что разрешал мне сваривать на контактной установке из проволочек фигурки зверей, узнал меня. И электроискровой технологией за несколько часов прошил каналы в десяти электродах. На следующее утро в ИЭС дуговой разряд уже светился в вакуумной камере.

Специалистам по дуговой сварке поручили изучить процессы плавления электродов – проволоки из различных металлов, когда дуга горит в парах этих металлов. (В обычных земных условиях покрытия, различные газы или флюсы нужны в основном для защиты расплавленного металла от воздуха). Но при этом раскалённые электродные капли иногда разлетаются в разные стороны.

Электронно-лучевая сварка казалась беспроблемной потому, что этот способ выполняется в вакууме. Но поток электронов создавался довольно сложными громоздкими устройствами – электронными пушками.

Электроны вырывали из эмиттера при высоком напряжении, фокусировали, разгоняли и направляли с помощью магнитных линз. Такая пушка в невесомости, может быть, ничего и не весит, но манипулировать вручную таким громадным инструментом невозможно. И нигде в мире ручной электронной пушки не было. И как её сделать никто не знал.

Группу автоматизации процессов электронно-лучевых технологий, высокочастотной сварки и сварки в особых условиях возглавил Юрий Николаевич Ланкин. (Следует отметить, что созданные при его участии системы автоматического управления и контроля электронно-лучевых установок, использовались не только в открытом космосе, но и для активных геофизических экспериментов по проектам «Зарница», «Аракс»).

Работа была более чем напряжённой. Возможно, подсознательно Б.Е. Патон ввёл такой же режим, какой был в военные годы при исследовании и внедрении первой в мире технологии автоматической сварки броневых конструкций. Его увлечение этой проблемой было очевидно (журнал Страна знаний №4 2017).

О том, с каким напряжением создавалась необычная техника, рассказал один из ведущих специалистов и наставник космонавтов-испытателей Александр Айзекович  Загребельный. В 1964 г. он начал работать по космической тематике и прошёл путь от инженера-конструктора до заместителя заведующего отделом. «Наш отдел космических технологий создавался долго и трудно. Работа все годы была очень напряжённой. Постепенно происходил отбор сотрудников, наиболее подготовленных к нашим условиям. Б.Е. Патон 2–3 раза в неделю приходил в отдел и детально вникал во все стороны работы. Такое постоянное внимание ко многому обязывало. Б.Е. Патон эту работу начинал с чистого листа! Несмотря на это, не раз «приводил нас в чувство», охлаждал наши излишние фантазии, подбрасывал перспективные идеи…». [4, c.140].

Иллюстрацией могут служить сотни протоколов совещаний и конкретных сложных поручений. Результаты исследований, технические задания, эскизы и идеи передавались конструкторам. Проектировать необычную технику Б.Е. Патон поручил самым опытным специалистам. Постепенно сформировался коллектив специалистов, способных решить сложнейшие проблемы создания небывалой техники от идеи до испытания, готовности к внедрению и корректировке и дальнейшему развитию.

Лаборатория Института электросварки им. Е.О. Патона летала по «кривой Кеплера»

В мире всего пять мест, где происходит лётная подготовка космонавтов к невесомости в реальных условиях при полёте по особой траектории. Учёные называют эту траекторию «кривой Кеплера», лётчики – «горкой», инструкторы Центра подготовки космонавтов – «параболическим полётом»: самолёт набирает высоту, затем резко снижается и снова взмывает. Специально оборудованный самолёт, специально обученный экипаж. При полётах по кривой Кеплера на конце восходящего участка кривой и при движении самолёта через её вершину возникает невесомость продолжительностью до 30 секунд.

Исследования сварки при полной имитации невесомости начались в 1965 г. на летающей лаборатории ТУ-104. Здесь были смонтированы стенды А-1084. Они состояли из вакуумных камер, механических форвакуумных и сорбционно-геттерных высоковакуумных насосов, обычных и скоростных кинокамер, осциллографов, аппаратуры управления, источников питания, акселерометров. На крышке одной из камер устанавливали аппараты для сварки электронным лучом или сжатой дугой низкого давления, а на другой – механизм подачи плавящихся титановых, алюминиевых или нержавеющих электродов (проволок диаметром 1 мм, наверное, будет правильнее). И на каждом работали экспериментаторы – научные сотрудники ИЭС. (Ф3)

Команда патоновцев вылетала из Жуковского. Этот город теперь получил статус наукограда. Аэропорт расположен в 20 км к юго-востоку от Москвы. Но на эксперимент спецрейс направлялся за 100 с лишним километров на юго-запад. Здесь над Мещерским заповедником и воспроизводилось состояние невесомости. Но почему так далеко?

Патоновцам объяснили, что места глухие, и народ не будет пугаться, увидев пикирующий самолет. Но причина была несколько иная. (Эти места я знал с детства – в одном из посёлков был пионерский лагерь Коломенского завода). Мещёра известна болотами, которые тянутся здесь почти непрерывной широкой полосой через три области и в пойме реки Оки занимают около 600 тысяч гектаров земли.

И если самолёт не удалось бы вывести из пикирующего состояния, то он тихо, без пыли, шума и огня исчез бы в болоте. Правда, нашим исследователям выдали парашюты и объяснили, что по тревоге они должны успеть выпрыгнуть через отрывшийся люк. Но обошлось.

За один полёт Ил-76МДК выполняет в среднем десять режимов невесомости. Невесомость наступает в момент достижения примерно 7500 м на восходящей и продолжается в течение 25–30 секунд вплоть до прохождения самолётом такой же высоты на нисходящей ветви кривой. Вход в невесомость горизонтального полёта и выход из неё на горизонтальный полёт сопровождаются двух-трёхкратными перегрузками. В течение невесомости двигатели самолёта работают в режиме, необходимом для преодоления внешнего сопротивления полёту.

Командир и второй пилот по очереди выполняют «горки» — удерживать штурвал в этом режиме, не допуская даже малейших отклонений, физически очень тяжело.

А нашим исследователям? За один вылет – пять горок. А всего – 10 вылетов за одну командировку. Столько экспериментов! Просто замечательно! Можно подбирать режимы сварки, а самое главное – зафиксировать скоростной киносъёмкой (до 4 тысяч кадров в секунду) плавление электрода, сварочной ванны и др.

В ходе полётов было проведено 50 режимов микрогравитации, во время которых воспроизводились ранее отработанные на Земле режимы сварки каждым из способов. Затем проводился сравнительный анализ полученных результатов.

Эти исследования позволили создать первую экспериментальную автоматическую установку «Вулкан» для сварки в космосе. Результаты исследований не будут держать в секрете. Доклады учёных ИЭС им. Е.О. Патона на международных конференциях вызовут неподдельный интерес коллег со всего мира.

И никто не знает, что наши исследователи выдержали важный тест кандидатов в космонавты. Испытание невесомостью – одно из главных в программе подготовки будущих покорителей космоса.

Невесомость для всего земного – чуждое состояние, серьёзный стресс для организма. Человек на две пятых состоит из жидкости, которая вдруг становится невесомой. Кровь сразу приливает к голове. Любое резкое движение – и элементарно тошнит. Возвращение к гравитации может быть очень жёстким. Да ещё и с двойными или тройными перегрузками.

Но наши ребята выдержали. Причём режим более суровый и сложный.

Дело в том, для кандидатов в космонавты невесомость – это просто полёт в безопорном пространстве, иногда с имитацией работы. Любая поверхность может стать потолком или полом. Стены и потолок грузовой кабины отделаны мягким материалом, на полу закреплены спортивные маты.

И не опасно оттолкнуться от одной стороны модуля, лететь и удариться о другую, а на матах нужно лежать при перегрузках. А в салоне нашей летающей лаборатории – нагромождение железных конструкций и аппаратуры, от которой нельзя оторваться.

В 1966 г. производились исследовательские работы с этими же установками в наземной барокамере большого объёма, что позволило с известным приближением воспроизвести на Земле условия космического вакуума. В 1967–1969 годах малогабаритные сварочные устройства испытывались на летающей лаборатории с использованием вакуумных стендов уже в составе экспериментальной космической сварочной установки «Вулкан».

«Вулкан», предполётная подготовка и первый в мире эксперимент

С 1969 в области сварки и родственных технологий в космосе начал работать изобретатель импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом Всеволод Феодосьевич Лапчинский (1932–1997).

С 1981 года он руководил лабораторией, а с 1985 – отделом космических технологий. При его активном участии выполнен ряд важных экспериментальных исследований на борту летающей лаборатории и непосредственно в космосе процессов сварки, резки, пайки и нанесения покрытий; исследованы особенности кристаллизации и поведения многофазных сред редких металлов в условиях микрогравитации, осуществлено технологические исследования и разработана уникальная аппаратура.

Огромный вклад в создание и испытание космической сварочной аппаратуры и различные технологии внесли специалисты РКК «Энергия», завода «Звезда» и Центра подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина. Были разработаны, изготовлены и испытаны новый образец автоматической сварочной установки «Вулкан-2». Для работ в заполненных атмосферой герметичных отсеках космических аппаратов был создан специальный бесконтактный световой паяльник.

Что касается аппарата для размещения на космическом корабле, то здесь были свои уникальные проблемы. На «Вулкан» (так вскоре назовут проект) в полной мере распространялись требования, предъявляемые к бортовой аппаратуре по весовым характеристикам, климатике и надёжности. Но больше всего опасений вызывала безопасность экипажа и корабля.

Ещё не было случаев работ на летающем объекте с жидким металлом и высокотемпературными источниками нагрева с потенциально высокой поражающей способностью. Соответственно отсутствовали методики конструирования и испытания такой аппаратуры и средств защиты.

В работе над «Вулканом» неоценимым оказался талант Владимира Евгеньевича Патона находить остроумные решения конструкторских вопросов, опыт в разработке методик испытательных работ. (Владимир Евгеньевич до конца жизни продолжал руководить созданием «космической» аппаратуры, в том числе для астрофизических экспериментов «Зарница» и «Аракс» (1972–1975 гг.), для сварки и напыления (УРИ, 1980–1986 гг.). Конструкторские и организационные работы вёл Г.П. Дубенко.

Коротко следует сказать о том, как подготавливался первый космонавт-сварщик. Б.Е. Патон договорился с С.П. Королёвым о том, что в космосе на аппарате ИЭС будет работать сотрудник института.

По представлению С.П. Королёва Министерством здравоохранения в 1965 года в Институте медико-биологических проблем для отбора кандидатов в космонавты из гражданских специалистов была учреждена медицинская комиссия. И Королёв начал направлять на медицинское освидетельствование инженеров своего ОКБ-1.

Валерий Николаевич Кубасов вспоминал, как он попал в группу гражданских космонавтов: «Помню слова Сергея Павловича, сказанные им, когда на трёхместном «Восходе» полетел первый космонавт-исследователь, один из создателей гагаринского «Востока» – Константиин Петрович Феоктистов: «Отныне после полёта Феоктистова дорога в космос открыта учёным. Им теперь доступны не только цифры и записи приборов, фото- и телеметрические плёнки, показания датчиков. Нет, сейчас учёному доступно своё, живое восприятие событий, чувство пережитого и виденного, ему отныне представляется великолепная возможность вести исследования, тут же анализировать полученные результаты и продвигаться дальше».

С.П. Королёв, лично беседовавший с каждым из первых тринадцати инженеров, подавших заявления, сам установил то основное минимальное требование, которому должен отвечать кандидат в космонавты: не менее, чем трёхлетняя работа в области космической техники.

Человек крутого нрава, он требовал от нас чёткого понимания задач космонавта-испытателя, глубокого знания космической техники, чтобы справиться с тем обширным кругом научных наблюдений и экспериментов, которые предстояло вести в космосе. Если кандидат на прямой вопрос Королёва, почему подал заявление, отвечал, что просто хочет стать космонавтом, шансов действительно стать им почти не оставалось.

Когда дошла очередь до меня, я ответил: «Хочу испытывать технику, в создании которой сам участвовал» – и, судя по всему, высказал мысль, близкую Сергею Павловичу. Вспомнил, что ещё в марте 1960 года на вводной лекции для будущих космонавтов создатель первой советской жидкостной ракеты Михаил Клавдиевич Тихонравов сформулировал задачу предстоящего полёта человека в космос так: «Натурные лётные испытания космического корабля «Восток» в пилотируемом варианте...» [6].

Одновременно из ИЭС так же направляли группы по 10 человек перспективных инженеров, аспирантов и молодых кандидатов технических наук в Центральный военный госпиталь на исследования по программе «лётчик реактивной авиации».

Как и в Москве, первым этапом был трёхдневный амбулаторный осмотр, на котором сразу отсеивалось много кандидатов. Оставшиеся проходили трёхнедельное стационарное обследование. Большинству из нас не удалось преодолеть медицинские или антропометрические ограничения.

Из 300 специалистов ОКБ-1 медицинская комиссия отобрала для подготовки к космическим полётам 12 человек. Из ИЭС полностью соответствовали требованиям Ю.Н. Ланкин, В. Табелев, В.Г. Фартушный. Они приступили к необходимым тренировкам.

14 января 1966 года умер Сергей Павлович Королёв. 9 апреля 1966 года Василий Павлович Мишин, исполнявший обязанности Главного конструктора, выпустил приказ № 25 по ЦКБЭМ о формировании группы подготовки инженеров-испытателей для участия в испытаниях нового корабля «Союз» и кораблей-комплексов Л1 и Л3.

27 марта 1967 года вышло Постановление ЦК КПСС и Совета Министров №270-105 «О подготовке космонавтов-испытателей и космонавтов-исследователей…». Была сформирована Постоянно действующая медицинская комиссия (ПДМК) для проверки состояния здоровья гражданских космонавтов.

27 мая 1968 года приказом министра общего машиностроения С.А. Афанасьева №163 в ЦКБЭМ была создана первая группа космонавтов-испытателей из 10 сотрудников ОКБ-1 и к.т.н., старшего научного сотрудника ИЭС им. Е.О. Патона Владимира Григорьевича Фартушного.

Однако В.П. Мишин назначил быть первым космическим сварщиком планеты начальника группы ОКБ-1 к.т.н. Валерия Николаевича Кубасова (1935–2014). С февраля по сентябрь 1969 года прошёл подготовку в качестве бортинженера первого экипажа космического корабля «Союз-6» по программе группового полёта трёх пилотируемых КК, вместе с  Георгием Степановичем Шониным.

На космический корабль «Союз-6» была доставлена созданная в ИЭС им. Е.О. Патона установка «Вулкан», оснащённая дистанционным пультом управления. Продолжительность непрерывной работы небольшая и ограничивалась ёмкостью аккумуляторной батареи. Экипаж во время экспериментов находился в герметичном возвращаемом на Землю отсеке, отделённом от шлюзового отсека закрытым люком. Там же размещался дистанционный пульт управления.

Борис Евсеевич  Черток – соратник и заместитель С.П. Королева, написал: «Помню Б.Е. Патона молодым (прошло 30 лет). Впервые услышал о нём, когда разрабатывалась Н1 – сверхтяжёлая ракета. Были нужны баки для ракет. С.П. Королёв сказал: – Это сделает успешно Б.Е. Патон. Так Борис Евгеньевич впервые приобщился к очень тяжкой работе по созданию ракет.

На Байконуре его автоматы успешно сваривали невероятно огромные баки для Н1 – ракеты для полёта на Луну. Но Борис Евгеньевич запомнился мне не этим, а как разработчик миниатюрных систем сварки в космосе, (1964 г.), когда только сваривались корабли «Союзы».

Тогда возникла идея сварки в невесомости. Был задуман полёт 3-х кораблей сразу. На одном из них космонавты Г.С. Шонин и В.Н. Кубасов должны были провести первый в мире эксперимент по сварке. Сварочную аппаратуру «Вулкан» надо было сопрягать с системой управления, а я отвечал за неё.

Дошло дело до полёта, настал час эксперимента. Я запомнил Б.Е. Патона в этот час. Он глубоко переживал события, происходящие в космосе. Мы то думали о другом – как пройдёт сам полёт. Центр управления полётами был в Евпатории, рядом – море, цветы...

Б.Е. Патон быстро ходил по дорожке, поглощённый мыслями о 1-м в мире эксперименте сварки в космосе. Мы были поражены тем, что он лучше, чем мы, понимал, где его аппарат может случайно прожечь конструкцию космического корабля и тогда... – не будем говорить об этом.

Встречая его на заседаниях АН СССР или видя в Президиуме во время заседаний АН СССР (РАН), я всегда вспоминал его шагающим по евпаторийским дорожкам, переживающим за успех нашего общего дела» [7].

16 октября Валерий Николаевич Кубасов нажал кнопку на пульте. Процесс и результаты сварки на аппарате «Вулкан» изучен, многократно доложен и описан.

Интерес представляет рассказ самого Валерия Николаевича:

«Где-то в 66-м году нас отправили на подготовку в Звёздный городок. На это дело было выделено примерно 3 года. Это был групповой полёт кораблей Союз-6, 7, 8. 11-го октября 1969 года вдвоём с Шониным на корабле «Союз-6» мы отправились в космический полёт. В этой экспедиции мне было поручено выполнить первый эксперимент по сварке металла в космосе. Тогда это был довольно-таки смелый эксперимент, ведь до этого иметь дело с расплавленным металлом не решались даже на самолётах. Нужно было испытать то, как пойдёт процесс сварки в условиях невесомости и глубокого вакуума. В будущем в космосе предполагалось осуществлять большое строительство и проведение ремонтных работ.

Этот эксперимент прошёл очень неожиданно. При одном из видов сварки – сварке электронным лучом – луч разрезал сварочный стол с образцами и добрался до корпуса бытового отсека корабля, оставив на нём глубокий след. Но обо всём по порядку.

Эксперимент проводился таким образом. Корабль состоял из спускаемого аппарата и орбитального отсека. Мы находились в спускаемом аппарате, а сварочная установка – в орбитальном отсеке. Отсек нужно было разгерметизировать для создания вакуума. Я включал разные виды сварки с помощью пульта. Когда мы закончили эксперимент и вернулись в орбитальный отсек, то я почувствовал странный запах и увидел оплавленный след на корпусе корабля длинной 20–25 см.

Естественно, мы испугались, так как были без скафандров, а корпус мог лопнуть. Пришлось снизить давление, чтобы вернуться за образцами. Я открыл люк, быстро вышел туда один и забрал образцы. Когда мы долетели к зоне связи с Землёй, я доложил о случившемся. Пришёл приказ закрыть люк между отсеками и больше туда не ходить, что мы и сделали.

А потом за этот эксперимент меня поместили в Зал международной космической славы – за начало проведения технологических процессов в космосе» [8].

В СССР без В.Н. Кубасова не обходились торжественные мероприятия по поводу событий в истории сварки. А фамилия В. Фартушного занесена в «Энциклопедию космонавтики» как космонавта-исследователя СССР.

Эксперименты на установке «Вулкан», несмотря на отдельные недочёты, дали богатейшую информацию. Она позволила создать новые образцы космической сварочной аппаратуры и разработать прикладные технологии сварочных процессов в космосе. В результате эксперимента было установлено, что наиболее оптимальным видом сварки в космосе является электронно-лучевая сварка. А в целом этот уникальный эксперимент положил начало эры космических технологий [9–11].

Интенсивные исследования особенностей сварки и родственных технологий в условиях, имитирующих космические, и непосредственно на космических станциях, развернулись в конце 1970-х годов и в США по программе Texas.

А первый космический сварщик ещё дважды побывал в космосе. Поработать в космосе попросились и американские астронавты. Корабли «Союз-19» и «Аполлон» состыковались 17 июля 1975 г. в 19 часов 12 минут.

В ходе совместного полета кроме основной программы А.А. Леонов и В.Н. Кубасов познакомили астронавтов Т. Стаффорда, В. Бранда и Д. Слейтона с технологическими экспериментами. За 46 часов 36 минут при полёте в состыкованном состоянии было проведено несколько научных и технических экспериментов. В их числе – изучение влияния невесомости на некоторые кристаллохимические и металлургические процессы. О результатах экспериментов астронавты приехали доложить Б.Е. Патону.

Но это уже другая история.

Литература:

1. Борис Євгенович Патон. Біобібліографія. / Київ: Вид-во «Наукова думка», 2008. – 623 с.
2. Патон Б.Е. Сварка в космосе. // Наука и жизнь. – 1964. – №11.
3. Архив ИЭС им. Е.О. Патона. Фонд 1. Протоколы совещаний.
4. Малиновский Б.Н. Академик Борис Патон – Труд на всю жизнь. М.: Изд-во «ПЕР СЭ», 2002. – 271 с.
5. Патон Б.Е., Патон В.Е., Дудко Д.А. и др. Стенд для исследования технологических процессов в условиях, имитирующих космос. / В кн.: Космические исследования на Украине. – Киев: Наук. думка, 1973. – Вып.1. – С. 5–9
6. Кубасов В.Н. Прикосновение космоса. Литературная запись И. Андреева. / М.: Политиздат, 1984. – 178 с.
7. Черток Б.Е. Ракеты и люди. Кн. 4. Лунная гонка. – М.: Машгиз, 1997. – 785 с.
8. Астафьева Ольга. Первая сварка / 2016-10-14.
9. Патон Б.Е., Кубасов В.Н. Эксперимент по сварке металлов в космосе // Автомат. сварка. – 1970. – № 5. – С. 7–12.
10. Космос: технологии, материаловедение, конструкции / Сб. науч. трудов под редак. акад. Б.Е. Патона. – Киев, 2000. – 320 с.
11. Корниенко А.Н., Макаренко Н.А. К 30-летию первых экспериментов по сварке в комосе // Сварочн. пр-во. – 2000. – №1. – С. 45–47, 60, 61.
12. Kapteijn J., Luyendijk T. Lassen in de reimte. // Lastechniek. – 1983. – 49. №10. – С. 173–175.  

Л.М. Лобанов, академик НАН Украины,
А.Н. Корниенко, кандидат технических наук, Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины