Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2020

Идентификатор DOI: 10.26732/j.st.2020.1.06

Ключевые слова: космическое материаловедение, молекулярно-лучевая эпитаксия, молекулярный экран, орбитальный полет, сверхвысокий вакуум, space materials science, molecular beam epitaxy, molecular screen, Orbital flight, ultrahigh vacuum

Аннотация: Практическая космическая деятельность страны в околоземном пространстве и в дальнем космосе развивается уже в течение более пятидесяти лет. За это время было решено много новых научно-технических задач, разработаны и освоены новейшие технологии. Настоящая статья посвящена описанию предпосылок к проведению эксперимента по выращиванию полупроводниковых структур для высокоэффективных солнечных батарей в условиях орбитального полета международной космической станции. Показаны преимущества проведения технологического процесса в глубоком вакууме, образующемся в результате проявления эффекта молекулярного экрана, для получения новых тонкопленочных материалов с уникальными свойствами. Описан наземный имитатор космического модуля и действующий макет молекулярного экрана. Обсуждаются особенности эскизного проекта универсальной автоматизированной установки молекулярно-лучевой эпитаксии в космосе. Приводится обоснование экономической эффективности космической технологии, основанное на отсутствии необходимости применения дорогостоящих сверхвысоковакуумных средств откачки, криогенной техники и вакуумных объемов, содержащих большое количество нержавеющей стали. Проанализирован опыт трех орбитальных полетов американских космических кораблей «Шаттл», подтверждающий экономическую обоснованность проектов, связанных с получением полупроводниковых гетероструктур в условиях космического полета. Practical space activities of the country in near-Earth space and in deep space have been developing for more than fifty years. During this time, many new scientific and technical problems were solved, the latest technologies were developed and mastered. This article describes the prerequisites for conducting an experiment on growing semiconductor structures for highly efficient solar cells in the conditions of orbital flight of an international space station. The advantages of carrying out the process in a deep vacuum formed as a result of the manifestation of the molecular screen effect are shown to obtain new thin-film materials with unique properties. A ground-based simulator of a space module and a working molecular screen prototype are described. The features of the preliminary design of a universal automated installation of molecular beam epitaxy in space are discussed. The rationale for the economic efficiency of space technology based on the absence of the need for expensive ultrahigh vacuum pumping facilities, cryogenic equipment and vacuum volumes containing a large amount of stainless steel is given. The experience of three orbital flights of the American Shuttle spacecraft is analyzed, confirming the economic feasibility of projects related to the production of semiconductor heterostructures in space flight conditions.

Журнал: Космические аппараты и технологии

Выпуск журнала: Т. 4, № 1

Номера страниц: 45-54

ISSN журнала: 26187957

Место издания: Железногорск

Издатель: Технологическая платформа "Национальная информационная спутниковая система"

• Блинов Виктор Владимирович (Институт физики полупроводников имени А. В. Ржанова СО РАН)
• Владимиров Валерий Михайлович (ООО «НПФ Электрон»)
• Кушнарев Николай Аркадьевич (ОАО «Центральный научно-исследовательский институт инфокоммуникационных технологий и проблем безопасности «НИКА»)
• Никифоров Александр Иванович (Институт физики полупроводников имени А. В. Ржанова СО РАН)
• Придачин Дмитрий Борисович (Институт физики полупроводников имени А. В. Ржанова СО РАН)
• Пчеляков Дмитрий Олегович (Институт физики полупроводников имени А. В. Ржанова СО РАН)
• Пчеляков Олег Петрович (Институт физики полупроводников имени А. В. Ржанова СО РАН)
• Скороделов Владимир Алексеевич (АО «НПО «Молния»)
• Соколов Леонид Валентинович (Институт физики полупроводников имени А. В. Ржанова СО РАН)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК