Автор: Создание космических конструкций связано с проблемами выведения их элементов в космос, их развертывания и отработки. Выведение требует компактной укладки элементов. Они могут доставляться на орбиту полностью разобранными или соединенными подвижными связями. В первом случае развертывание конструкции ведется роботом, который соединяет эти элементы в отдельные модули, используя простейшие операции — фиксации: свинчивание, сварку, клепку, соединение в замок. Во втором случае развертывание существенно упрощается и сводится к освобождению фиксаторов, удерживающих конструкцию в компактном состоянии. Конструкция расправляется, образуя отдельный модуль, который робот или космонавт соединяет с другими.
Эксплуатация космических конструкций связана с их ремонтом, профилактическим обслуживанием по замете отработавших свой ресурс служебных систем, морально устаревшей научной аппаратуры, ликвидацией и наращиванием отдельных модулей конструкции. Для этого необходимо, чтобы транспортные корабли имели возможность подходить к космическим конструкциям, стыковаться с ними. Для перемещения по конструкции можно использовать роботы с манипуляторами. Они могут транспортировать грузы и проводить необходимые замены модулей. Роботы могут использоваться и для перемещения космонавтов по конструкции и их фиксации в пространстве при проведении работ. На роботы возлагаются большие задачи по сборке, обслуживанию, ремонту крупногабаритных космических конструкций. Появляется специальное направление — космическая робототехника.
Роль человека в обслуживании космических конструкций очень велика. Он способен проводить в космосе практически все те же производственные операции, что и на Земле. Однако отсутствие силы тяжести в орбитальном полете оказывает существенное влияние на работоспособность человека и на качество и время выполнения операций. Исследование деятельности человека в условиях орбитального полета сформулировало новое направление эргономики — космическую эргономику.
При всех благоприятных условиях формирования и эксплуатации в космосе крупногабаритных космических конструкций они тем не менее имеют свои вполне конечные и обозримые пределы по размерам. Это лимитируется прежде всего такими факторами, как градиент гравитационного поля, солнечное давление и сопротивление среды. В одних случаях, например для тросовых систем, лимитирующим фактором является прочность на разрыв, отнесенная к удельной плотности материала троса. В других, как это имеет место для площадных конструкций, — количество топлива, затрачиваемого на компенсацию сопротивления среды или обеспечения ориентации в пространстве.
Длинный трос, развернутый по радиусу-вектору, соединяющему центр Земли с центром масс троса, при движении центра масс по круговой орбите устойчиво сохраняет свою конфигурацию. При этом все точки троса вместе с радиусом-вектором вращаются относительно центра Земли с постоянной угловой скоростью, величина которой соответствует круговой скорости центра масс троса.
