Версия для печати
Вернуться к списку

Из бассейна - на орбиту

Сибирские ученые создают на МКС "фабрику материалов"

Получать полупроводники в открытом космосе намерены ученые Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН. Планируется, что на МКС аппаратуру доставят уже в 2021 году. Но зачем вообще производство такой техники нужно выносить за пределы Земли?

- Речь идет о получении полупроводников особой чистоты, недостижимой на нашей планете. И для этого на орбите имеются почти идеальные условия, - объясняет научный руководитель проекта, доктор физико-математических наук Олег Пчеляков. - Здесь работает огромный естественный вакуумный насос, это и есть естественное охлаждение. Крайне важно, что космическая лаборатория не имеет стен, ведь именно они являются основным источником вредных примесей.

Рекорд низкого давления, достигнутого в лабораторных условиях, составляет 10 в минус 14-й степени мм ртутного столба, а на орбите МКС можно создать вакуум в сто раз ниже! Это было показано на первом этапе работ, когда на станции закрепляли специальный экран, своеобразный "космический зонтик", который летел вместе с МКС на орбите, и за ним образовывалась зона сверхвысокого вакуума. В таких условиях можно синтезировать полупроводники особой чистоты, недостижимой на Земле. Сейчас новосибирские физики сконструировали прототип "фабрики полупроводников", и он проходит первые испытания.

- Затем весь комплекс отправим в Москву в РКК "Энергия", и там уже будет проводиться опробование прибора в условиях, приближенных к космическим, - говорит главный конструктор проекта Александр Никифоров.

В частности, работу установки будут проверять в бассейне, имитирующем условия невесомости. Для этого сделан гидромакет установки для предполетных испытаний в воде. Это нужно, чтобы космонавт мог в костюме, похожем на скафандр, отработать в бассейне все действия, которые потребуются от него на орбите.

- Установка спроектирована так, чтобы синтез полупроводникового материала происходил автоматически. Космонавту нужно будет провести лишь подготовку к работе, присоединить кассету с подложками арсенида галлия, из которого и выращивается полупроводник, а после завершения процессов синтеза снять ее и отправить на Землю в спускаемом модуле, - подчеркивает Олег Пчеляков.

Производство особо чистых материалов можно наладить на Луне

Специалисты постарались создать максимально компактный прибор, ведь доставка каждого килограмма груза на МКС обходится почти в 20 тысяч долларов. Чистые полупроводники требуются в самых разных сферах экономики, в частности, они могут применяться для производства матриц приборов ночного видения, систем спутниковой навигации, медицинских и промышленных тепловизов. Но настоящий прорыв они обещают в области солнечной энергетике. Дело в том, что предельной чистоты полупроводник позволит повысить максимальный кпд до 60 процентов против нынешних 40 процентов.

Но, конечно, на первых порах никто не планирует начинать массовое производство полупроводников на орбите. Сейчас надо отработать технологию, найти оптимальные ее варианты. И применить, когда встанет вопрос об освоении, например, Луны. Это настоящий кладезь самых разных химических элементов, в том числе и для полупроводников.