Международные экипажи в космосе

Эксперимент дал фундаментальные результаты, которые подтвердили ожидания ученых. Было установлено, что в космосе массовый перенос при более высоком давлении газа (до 0,7 МПа) определяется чистой диффузией, при этом результаты эксперимента соответствуют термодинамическим расчетам.

В аналогичном наземном эксперименте вследствие конвекции при давлении выше 0,3 МПа происходит ускоренный перенос массы. Сравнением скоростей переноса впервые были сделаны однозначные выводы о доле переноса (в наземных и космических условиях), обусловленного диффузией и конвекцией. Эти выводы корректируют заключения, сделанные, в частности, по данным американских экспедиций на «Скайлэбе» и во время полета космических кораблей «Союз» и «Аполлон».

Мы довольно подробно остановились на первых трех сериях экспериментов в области космического материаловедения, чтобы читатели имели ясное представление не только о существе этих экспериментов, но и о типичном характере такого рода опытов и условиях их проведения. Теперь коротко остановимся на остальных технологических исследованиях, проведенных международными экипажами.

В серии экспериментов «Пирин» (СССР-НРБ) исследовались морфологическая устойчивость монокристаллов цинка при их росте из газовой фазы в присутствии малых количеств водорода или аргона, углы смачивания на материалах «цинк — кварц» и «селен — теллур — кварц», анализировалась диффузия и термодиффузия теллура и селена, железа и цинка. Кроме того, в серию входил эксперимент по получению пеноалюминия путем вспенивания расплава алюминия с помощью газоотделяющего вещества — гидрида титана.

Серии экспериментов «Этвеш» и «Беалуца» (СССР-ВНР) отличались друг от друга технологическими режимами (температурой нагрева, длительностью выдержки, скоростью протяжки, охлаждением — регулируемым или пассивным) или исходными веществами.

В серии «Этвеш» выращивались из расплавов-растворов монокристаллы различных полупроводниковых соединений (арсенида галлия, легированного хромом, антимонида индия и антимонида галлия). Эти материалы широко используются при создании микроэлектронных приборов, и улучшение их характеристик имеет большое значение для этой отрасли техники. По результатам экспериментов была дана качественная оценка особенностей роста кристаллов в условиях микрогравитации в отсутствие тепловой конвекции и проверена возможность получения полупроводниковых материалов с улучшенными электрофизическими и структурными параметрами. При выполнении экспериментов «Этвеш» были получены монокристаллы антимонида галлия, значительно превосходящие по своим размерам и по физическим свойствам монокристаллы, которые выращиваются в наземных условиях. В двух сериях экспериментов «Беалуца» изучалась диффузия меди в алюминий (первая серия) и технология получения сплава алюминия с 4 % меди (вторая серия). В первой серии использовалась цилиндрическая заготовка высокочистого алюминия с вкладышем в виде проволоки из меди, во второй — сплав алюминия с медью. Результаты экспериментов «Беалуца» используются для улучшения технологии непрерывной разливки стали и сплавов, разливки в формы для изготовления специальных изделий (инструментов, деталей для теплоэнергетических машин и т. п.), улучшения технологии и оборудования серийного производства.

В экспериментах «Халонг» (СССР-СРВ) выращивались полупроводниковые кристаллы трехкомпонентной системы «висмут — сурьма — теллур», а также кристаллы фосфида галлия в условиях микрогравитации. Были получены более совершенные, чем на Земле, твердые растворы трехкомпонентной системы.

Три технологических эксперимента выполнил советско-кубинский экипаж: «Карибе», «Сахар», «Зона». И если эксперимент «Карибе» являлся составной частью традиционных работ по космическому материаловедению в рамках программы «Интеркосмос», то эксперименты «Сахар» и «Зона» были новым направлением исследований в этой области для ученых социалистических стран.

Эксперимент «Карибе» был посвящен выращиванию кристаллов германия, легированного индием, а также получению эпитаксиальных пленок из арсенида галлия, легированного алюминием. Цель эксперимента — поиск оптимальных условий получения этих материалов.

В экспериментах «Сахар» и «Зона» исследовалась кинетика роста монокристаллов сахара и моделировался процесс зонной плавки сахарозы при наличии градиента температуры в монокристаллах. Они имеют громадное практическое значение для кубинской промышленности, поскольку могут способствовать решению одной из центральных народнохозяйственных задач республики — обеспечению полной и эффективной переработки сахарного тростника.