В 2013 году на МКС начнет работать установка "Космический экран" для получения полупроводниковых материалов, которые невозможно создать в земных условиях. Этот совместный российско-американский проект может окупиться за год-два.
- Зачем производство полупроводниковых материалов нужно выносить за пределы Земли? Дело в том, что на орбите для этого почти идеальные условия, - объясняет замдиректора Института физики полупроводников Сибирского отделения РАН Олег Пчеляков. -- Здесь работает огромный естественный вакуумный насос и естественное охлаждение. Крайне важно, что такая вакуумная космическая лаборатория не имеет стен, ведь именно они являются основным источником вредных примесей.
Кстати, рекорд вакуума, поставленный российскими учеными, еще никто не побил. Физики из Черноголовки смогли понизить давление до 10 - 12 тор. А если в космосе применить разработанный сибирскими учеными экран, то можно создать вакуум 10 - 16 тор. Если за ним расположить специальную пластину из кремния и напылять на нее слой полупроводника, то полученный в космосе материал будет в 100-1000 раз чище, чем изготовленный на Земле. В микроэлектронике это крайне важно, ведь каждый "чужой" атом негативно сказывается на электронных и оптических свойствах наноматериалов. Первыми идею космического экрана реализовали американцы. Своеобразный "зонтик" диаметром 3,5 метра и весом около трех тонн трижды выводили на орбиту с помощью "шаттлов". Испытания показали, что во время полета вслед за экраном образуется кильватерная зона повышенного вакуума. Российский "зонтик" будет в несколько раз легче, так как его изготовят из высокопрочной полиэтиленовой пленки, покрытой слоем оксида алюминия. Кстати, фольгу для российского "зонтика" еще 10 ноября 1998 года закрепили на внешней обшивке станции "Мир" космонавты Сергей Авдеев и Геннадий Падалка. К сожалению, из-за отсутствия финансирования тогда этот проект развития не получил.
И вот новая попытка, которую предпринимают ученые новосибирского Института физики полупроводников СО РАН совместно с американскими коллегами из Хьюстонского университета. Предполагается изготовить три экземпляра установки для создания "космического" полупроводника. Первый - полетит на МКС, второй будут испытывать на прочность, а третьему предстоят климатические испытания. Ведь на орбите перепад температур на свету и в тени достигает от +120 до минус 120 градусов.
А сам космический "зонтик" изготовят либо на Украине, либо в КБ "Прогресс" в Самаре. Общий вес установки вместе с экраном, пластинами кремния и материалами для напыления - 200 килограммов. Стоимость доставки на орбиту одного килограмма груза на корабле "Прогресс" составляет 10 тысяч долларов. По расчетам, проект "Космический экран" окупится через год-два после начала производства полупроводниковых материалов. В первую очередь они пойдут на изготовление солнечных батарей для самой МКС. Предельно чистый полупроводник позволит довести к.п.д. до 60 процентов против нынешних 40. Полученные на орбите материалы будут также применяться для производства матриц приборов ночного видения, медицинских и промышленных тепловизоров.
Рентабельное производство на орбите кажется сегодня научной фантастикой. Но ученые уже готовят еще более амбициозный российско-американский проект. Производить солнечные батареи прямо на Луне. Аппарат будет двигаться и плавить под собой лунный реголит, в котором все необходимые элементы для создания солнечных батарей. Такой "трактор" будет перемещаться по Луне, оставляя за собой шлейф из солнечных панелей. Их можно использовать при создании лунных поселений.