К вопросу о космической экспансии

В данном эссе я бы хотел изложить некоторые преимущества создания производства в космическом пространстве. Следствием подобного переноса стало бы не только снижение загрязнения окружающей среды, но и возможность создания некоторых уникальных материалов и объектов.

Как известно, одной из важнейших потребностей современного производства являются сверхчистые вещества и сплавы. Как правило, для получения сверхчистых металлов их подвешивают в искусственном вакууме при помощи сильного электромагнитного поля. Под действием тока высокой частоты металл переплавляется. Конечно, получается очень незначительное количество подобных материалов. В космосе же подобное производство дало бы возможность получить много большее количество материала. Подвесить его в вакууме несложно, а для плавления можно применить всё то же, что используется в космосе для сварки - сконцентрированный луч света. Подобное решение дает нам основание надеяться на получение других веществ с уникальными свойствами, как, например, при обработке рения. Очень легко окисляется в воздухе, но в вакууме исчезает необходимость в промежуточном отжиге. Это сильно облегчит и удешевит работу с этим ценнейшим материалом.

Стёкла на основе окислов титана, циркония или гафния были бы очень ценным приобретением, но получение подобных на Земле невозможно из-за сложностей с тиглями, которые не выдержат температуры, при которой варятся эти стекла (как правило, присутствие этих оксидов в оптических стёклах сейчас очень незначительно; к примеру - findpatent.ru/patent/207/2077513.html). 

Также, имеются основания надеяться, что в космосе удастся изготавливать уникальные объекты - так, ограничителем по размеру для линз телескопа выступает их масса, слишком большие просто треснут от нагрузки, которой нет в невесомости. Другим аспектом, в котором нам может помочь невесомость, это возможность избежать расслоения материалов при их совместной плавке из-за их разного удельного веса. Подобный процесс в невесомости происходить не будет, возможным будет равномерное перемешивание. 

Работа на орбите решает не только проблему с композиционными материалами, но из «пенами»; так, пеноалюминий или пеносталь, получаемые на Земле (через металл пропускают газ или добавляют пенообразователь в расплав), из-за слияния между собой пузырьков получаются похожими на губку, изготовленный же в вакууме, где пузырьки сливаться не будут, материал получится весьма прочным. Получение пеноматериала на орбите дёшево - мы должны подать в камеру с расплавленным материалом инертный газ (или подавать их в форму одновременно), а следом за тем открыть камеру в космос - давление вытолкнет газ, а пена застынет.

Вакуум и невесомость могут способствовать выращиванию очень больших и бездефектных кристаллов. 

Как строить станцию на орбите? Почти наверняка при развёртывании производства часть сборочных и преобразовательных работ будут проходить непосредственно на орбите. Как они могут выглядеть? Это может быть и наращивание кристаллических структур или блоков пеноматериалов. Другим же вариантом будет работа по спеканию порошка в определённые формы. Для переработки мусора на орбите (после прессовки) с целью изготовления в дальнейшем порошкового материала для строительства

Нельзя не упомянуть ещё раз о пользе вакуума с точки зрения борьбы за чистоту материала. Вольфрам, титан, молибден, ниобий и их соединения поддаются обработке лишь при очень высоких температурах, при которых, известное дело, они реагируют с воздухом и окисляются. Как правило, на Земле такая проблема решается построением объектов (подчас целых цехов) заполненных инертным газом или работой в камерах с относительным «земным» вакуумом. Но все мы проносимся в бесконечном вакууме космоса. Отсутствие множества «земных» внешних влияний позволило бы практически бесперебойно получать порошок из тугоплавкого вещества с настраиваемым очень близким размером частиц в форме идеальной сферы (сходным способом можно получать сверхточные подшипники).