| Цель: |
изучение различных физических и химических процессов, а также исследования в области космического материаловедения в условиях микрогравитации. |
Программа исследований и экспериментов по данному направлению включает эксперименты по следующим областям исследований:
- рост кристаллов;
- синтез полупроводниковых эпитаксиальных гетероструктур;
- процессы получения новых материалов;
- процессы возникновения упорядоченных структур, невозможные или затрудненные в условиях гравитации;
- физика горения и синтеза в условиях космоса;
- физика жидкости, фазовых переходов и явления переноса;
- физика низких температур.
Решение задач в области роста кристаллов обеспечит получение новых фундаментальных знаний о специфике указанных явлений в реальных условиях микрогравитации на борту РС МКС, разработку эффективных методов управления процессами переноса в расплаве и у фронта кристаллизации для формирования высоких микро- и макрооднородностей структуры и свойств монокристаллов полупроводников и диэлектриков и создание на этой основе перспективных технологических процессов их производства в космосе. Исследования в этой области также позволят установить области применения кристаллов фуллеритов в современных технологиях и технике будущего, создать технологии синтеза высокопористых тугоплавких теплоизолирующих материалов с уникальной структурой, определить ряд констант реакции полимеризации.
|
Космонавт Сергей Крикалёв выполняет КЭ «Плазменный кристалл» по получению упорядоченных структур из заряженных пылевых частиц в плазме в условиях микрогравитации на РС МКС
Космонавт Юрий Маленченко выполняет КЭ «СВС» |
Исследования процессов создания упорядоченных структур в космосе открывают качественно новую область исследований явлений, изучение которых в принципе невозможно или затруднено на Земле.
Примером таких исследований является получение знаний в новой области физики – физики пылевой (комплексной) плазмы.
В условиях орбитального космического полета искажающее влияние гравитации устраняется, силы кулоновского взаимодействия на два порядка превышают силы объемного взаимодействия, что дает возможность получения изотропной плазменно-пылевой системы, недостижимой в земных условиях.
Аналогов проводимых исследований не имеется.
Исследования и эксперименты в области физики горения и синтеза веществ в условиях космоса открывают перспективы развития технологий, позволяющих создавать и ремонтировать технические конструкции в космосе.
Примером такой технологии является самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) в космосе.
При горении высокоэнергетических смесей термитного типа реализуется высокая температура, а продуктами их горения являются литые тугоплавкие неорганические материалы: карбиды, бориды, оксиды, силициды металлов и неметаллов, композиционные материалы и твердые сплавы.
При освоении космоса большое значение могут иметь преимущества СВС - металлургии: простота реализации процесса, малые энергозатраты, возможность использования рудного грунта планет и др.
Эксперименты, проведенные на орбитальных станциях МИР и МКС, доказали возможность реализации СВС-металлургии в космосе и позволили получить ряд новых уникальных результатов. |
Программа исследований по физике жидкости, фазовым переходам и явлениям переноса, а также физике низких температур имеет целью получение новых фундаментальных знаний, решение задач управления конвективными потоками в жидкостях и проблем создания новых теплообменных и криогенных аппаратов для нужд космической техники.