Запуск долговременных орбитальных космических станций положил начало новому виду производственной деятельности — промышленной космонавтике. И чем шире будет осваиваться космос, тем больше будут нужны монтажные или ремонтные работы непосредственно в космосе. В будущем, вероятно, монтаж крупногабаритных космических аппаратов будет осуществляться на орбите. Вот почему первым технологическим экспериментом в космосе, выполненным летчика-ми-космонавтами Г. С. Шониным и В. Н. Кубасовым в 1969 г. на корабле «Союз-6», была сварка металлов. Эксперимент включал последовательную сварку образцов из различных материалов плазменной дугой, дугой с плавящимся электродом и электронным лучом, а также разделительную резку металла электронным лучом. Специалистов интересовало, как повлияют на эти виды работ особые условия космоса, как в условиях невесомости поведут себя капли расплава, как будут происходить теплообмен, кристаллизация расплава и т. д. Ответы на эти вопросы были очень важны для разработки методов заварки пробоин или трещин (рис. 21), сборки металлических конструкций из доставленных с Земли блоков.
На станции «Салют-4» в 1975 г. был проведен другой технологический эксперимент. Так как за три недели работы солнечного телескопа на поверхности его зеркала осело заметное количество солнечной пыли, от чего снижалась эффективность работы телескопа, исследователи напылили новый отражающий слой. Космический вакуум в качестве среды обеспечил равномерность напыления. Этот эксперимент показал, что крупные оптические телескопы можно эксплуатировать в космосе длительное время.
Если приведенные примеры касались таких работ, в которых могла возникнуть необходимость в космосе, то космическая технология использует также особые условия космического полета (невесомость, глубокий вакуум, очень низкие температуры «в тени») специально для выполнения каких-то технологических операций, которые в космосе могут быть сделаны лучше, чем на Земле. Иными словами, это работа на нужды земной технологии.
Для современной техники требуются некоторые материалы, состав которых должен выдерживаться исключительно точно и быть одинаковым во всем объеме образца. Они применяются в электронике (полупроводники), лазерной технике, оптике, металлургии (некоторые специальные сплавы) и т. д. На поверхности Земли сила тяжести препятствует равномерному распределению компонентов, искажает структуру кристалла. В космическом инерционном полете, при отсутствии тяжести, ученые надеются получить гораздо более однородные материалы кристаллизацией из расплава или спеканием компонентов. В невесомости можно вырастить кристаллы практически любых нужных размеров, тогда как на Земле качество крупных кристаллов ограничено действием силы тяжести. Космические кристаллы отличаются от земных даже по внешней форм-ме: у них хорошо выражены те грани, которые у кристаллов, выращенных в земных лабораториях, развиты обычно плохо. Крупные монокристаллы строго контролируемого состава, полученные в невесомости, найдут, по мнению специалистов, применение в вычислительных устройствах, спутниковых системах связи, энергетике, радио- и телевизионной технике и т. д.
Для современных оптических приборов требуются специальные стекла строго определенного состава и с равномерным распределением компонентов. На станции «Салют-6» был проведен эксперимент: плавка стекломассы бес тигельным способом, исключающая ее контакт с материалом сосуда и не загрязняемая им. Именно невесомость создает условия для проведения такой плавки. Специалисты рассчитывают на возможность получения бес тигельным способом стекол, керамики, металлов такой чистоты, которой в наземных условиях нельзя достигнуть.
На станции «Салют-6» с использованием установок «Кристалл» и «Сплав-01», предназначенных для проведения направленной кристаллизации и получения разнообразных полупроводниковых и композиционных материалов в условиях невесомости и глубокого вакуума, были изучены многие сплавы:             германий           — сурьма — сера, кадмий — ртуть — теллур, кадмий — ртуть — селен, висмут — сурьма — свинец — теллур, арсенид и антимонид галлия и т. д. Такие материалы могут быть использованы в качестве полупроводниковых. Эксперименты проводились одновременно на Земле и в космосе, а результаты затем сравнивались.
Опыты на станции «Салют-6» по приготовлению в космосе пеноалюминия вспениванием металла с помощью гидрида титана — вещества, легко отделяющего водород при нагревании, дали очень ценный материал о влиянии невесомости на металлургические и кристаллохимические процессы. Космонавты исследовали также возможность получения в условиях космоса конструкций из пенополиуретана.
Неоднократно проводились эксперименты по нанесению различных пленок и покрытий на разнообразные материалы, в чем заинтересована оптическая и электронная промышленность. Специалисты считают, что качество «космических» покрытии выше, чем «земных.
Также спецификой литья металлов в космосе, возможностью получения шариков и роликов для подшипников, сложных материалов - композитов.
Д. Кизим, В. А. Соловьев, О. Ю. Атьков в течение 236 суток космической командировки в 1984 г. провели разноплановые исследования на борту комплекса «Салют-7» — «Союз Т-11», выполнили сложные эксперименты в открытом пространстве. Работы велись по многим направлениям, в том числе по материаловедению и технологии: изучение процессов массопереноса и теплопереноса в жидкостях и состояния конструкционных материалов после их пребывания в открытом космосе; очищение биологически активных веществ и лекарств. Например, космонавт О. Ю. Атьков на установке «Геном» проводил эксперимент по разделению тяжелых фрагментов дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) — материала наследственности. Этот опыт важен для методов генной инженерии, которые в недалеком будущем будут применять в условиях космоса.
В. А. Джанибеков, С. Е. Савицкая и И. П. Волк, посетившие орбитальный комплекс «Салют-7» — «Союз Т-11», провели несколько важных технологических опытов по получению сверхчистых вакцин, белковых препаратов, нуклеиновых кислот. В невесомости более успешно осуществляется электрофорез — метод разделения частиц под воздействием внешнего электрического поля, при котором космические образцы получаются в 20 раз чище земных. В этом полете был очищен интерферон — препарат, повышающий защиту организма от инфекций, выделен сверхчистый препарат, необходимый для изготовления высокоэффективных антигриппозных вакцин и сывороток.
Сейчас ученые пришли к выводу, что возникает новая научно-техническая дисциплина — космическое материаловедение и технология. Она будет основываться на других дисциплинах, в частности на физике невесомости. Ее задачами являются разработка конструкций специальных технологических установок для производства в космосе, определение оптимальных условий изготовления уникальных материалов с высокой технико-экономической эффективностью.
Создание транспортных космических кораблей для доставки на орбиту и возвращения на поверхность Земли как персонала так и необходимых материалов и изделии из них позволяет все шире развертывать исследования в области космического материаловедения. Постепенно опытно-промышленного производства уникальных материал в космосе. На первых порах это будут материалы, годовая потребность которых сравнительно невелика до десятков килограммов. Но постепенно, по мере создания более дешевых в эксплуатации транспортных космических кораблей многоразового пользования, общая масса производимых материалов будет исчисляться тоннами.
По мнению специалистов, уже в ближайшие годы на орбитах вокруг Земли будут смонтированы лаборатории, цехи и целые заводы по производству кристаллов, оптики, вакцин, композиционных материалов. Это позволит выйти на качественно новый уровень промышленного производства. И важную роль в создании технологии будущего будут играть химики.