Техника
наука
Космонавтика
оглавлениеОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ КОСМОНАВТИКИ В РОССИИ
КАЧЕСТВЕННЫЙ СКАЧОК В РАЗВИТИИ ОРБИТАЛЬНЫХ СРЕДСТВ
Космические технологии и материаловедение
Регулярные исследования, касающиеся создания космических технологий и материаловедения, начались примерно с 1976 г. Проведение научных и технологических экспериментов в космосе открыло принципиально новые возможности углубленного исследования многих физических явлений, изучение которых на Земле затруднено или даже невозможно из-за действия силы тяжести. Анализ результатов проведенных экспериментов позволил существенно продвинуться в понимании особенностей протекания процессов диффузии, кристаллизации и газообразования. Исследования, проведенные на борту орбитальных станций и автоматических космических аппаратов, привели к созданию нового научно-технического направления - космического материаловедения.
В ходе работ прикладного характера изучались процессы кристаллизации полупроводниковых материалов, влияние технологических режимов на свойства магнитных и сверхпроводящих материалов, условия термодинамической устойчивости фаз сплавов и их обращения с областями несмешиваемости, влияние различных режимов на свойства композиционных материалов, способы снижения концентрации разного рода включений в оптические стекла и т.д. Для изучения процессов тепло- и массообмена, фазовых переходов в жидких и газовых средах потребовалось создание специального научного оборудования; для выращивания полупроводниковых кристаллов также был разработан целый ряд устройств многоцелевого специализированного оборудования, работающего как в автоматическом режиме, так и при непосредственном участии в эксперименте космонавта-оператора.
Проведенные к настоящему времени эксперименты показали перспективность развития работ в невесомости для получения как новых материалов, так и фундаментальных данных с целью улучшения наземных технологий. Наиболее перспективным направлением этих работ является производство в космосе высокочистых биологических веществ, кристаллов, белков, полупроводниковых материалов.
Важными итогами проведенных исследований являются получение большого количества экспериментальной информации о процессах выращивания полупроводниковых кристаллов различными методами, а также создание условий для моделирования технологических процессов в условиях микроускорения. Кроме того, появились новые научные направления, такие как физика невесомости, гидромеханика и тепломассообмен в невесомости. В ближайшем будущем главной задачей в области космического материаловедения станет проведение исследований с целью получения новых фундаментальных знаний о процессах кристаллизации веществ, явлениях тепло- и массообмена в них, условиях формирования макро- и микронеоднородностей материалов, состава, структуры и электрофизических свойств выращиваемых кристаллов в условиях микрогравитации и создание на этой базе научных основ опытного или промышленного "космического" производства материалов с уникальными свойствами, не достижимыми в земных условиях, а также усовершенствование земных технологий.