Полеты по программе «Интеркосмос»

После завершения процесса объединения электро- и гидросистем космических аппаратов и проверки герметичности стыковочного узла космонавты В. Ф. Быковский и З. Йен перешли в помещение станции «Салют-6». С этого момента на околоземной орбите, на борту научно-исследовательского комплекса «Салют-6» — «Союз-29» — «Союз-31», приступил к совместной работе международный экипаж в составе космонавтов В. В. Коваленка, А. С. Иванченкова, В. Ф. Быковского и З. Йена. Ему предстояло в течение 7 сут выполнить широкую программу научно-технических исследований и экспериментов, большинство из которых были разработаны совместно учеными и специалистами СССР и ГДР. В подготовке экспериментов для этого международного экипажа принимали участие и специалисты ЧССР и ПНР.

Выполнение запланированной программы исследований космонавты В. Ф. Быковский и З. Йен начали 28 августа с комплексного обследования сердечно-сосудистой системы каждого из них. С помощью аппаратуры «Полином-2М», приборов «Реограф», «Бета» у членов экипажа регистрировались электрокардиограмма, реограммы, баллистокардиограммы и другие показатели. Затем космонавты приступили к выполнению медико-биологических экспериментов по изучению воздействия факторов космического полета на развитие бактерий и культуры тканей.

В тот же день начался технологический эксперимент «Беролина» (по космическому материаловедению), который являлся продолжением советско-чехословацкого эксперимента «Морава» и советско-польского эксперимента «Сирена». «Беролина», по сути дела, представляет собой серию из шести экспериментов, которые проводились на советских электронагревательных установках «Сплав» и «Кристалл». Эти технологические эксперименты были подготовлены университетом им. А. Гумбольдта и Институтом электроники Академии наук ГДР, а также специалистами завода «Шотт и Ген» в Йене совместно с советскими научными учреждениями.

Из шести экспериментов серии «Беролина» четыре были посвящены плавкам и последующему выращиванию полупроводниковых монокристаллов. Это одна из ключевых задач космического материаловедения. Требуемая для промышленного получения изделий современной электроники структура полупроводников может быть получена только специально разработанным способом выращивания кристаллов, а условия космоса для такого производства весьма благоприятны. Освоение процессов выращивания кристаллов и создание новых материалов с заданными свойствами — необходимые предпосылки для быстрого развития промышленности полупроводников и полупроводниковой электроники.

В качестве исходных материалов в данных экспериментах были выбраны кристаллы полупроводниковых соединений «свинец—теллур» и «висмут—сурьма». Из первого соединения изготавливаются полупроводниковые диоды для лазеров; во втором соединении оба вещества химически сходны, но даже небольшие изменения их концентрации в кристалле приводят к значительным изменениям его электрофизических свойств.

Использование установок «Сплав» и «Кристалл», работающих по различным принципам, позволяет, в частности, сравнивать полученные в них кристаллы полупроводников. При проведении экспериментов предпринимались особые меры для поддержания микрогравитации на уровне не более 10^–6g: во время проведения экспериментов не допускалось включение двигателей, а если печи установок уже работали, то космонавты не должны были делать гимнастических упражнений, в частности, пользоваться велоэргометром и бегущей дорожкой (а это имело большое значение для В. В. Коваленка и А. С. Иванченкова), и даже перемещения космонавтов были ограничены, поскольку любые сотрясения установки ухудшали бы рост кристаллов.

Вместе с тем требовалось квалифицированное обслуживание обеих установок и выдерживание заданного технологического режима, не допуская никаких отклонений. Так, например, соединение «свинец—теллур» нагревалось в установке «Кристалл» до 900 °C, а затем в течение 18 ч данная температура поддерживалась примерно постоянной, и, наконец, после этого следовали фазы регулируемого и пассивного охлаждения.

Специалисты ожидали, что в результате будут получены материалы с более равномерным составом смешиваемых компонентов и более совершенной структурой монокристаллов. И эти ожидания в целом подтвердились.

Пятый эксперимент в серии «Беролина» — плавка (в течение 20 ч) и последующая кристаллизация оптического стекла со сложным составом на установке «Сплав». Специалисты стекольного завода «Шотт и Ген» (ГДР) связывали с этим экспериментом большие надежды. Дело в том, что направленными технологическими процессами можно улучшить качество высокоточных оптических приборов, и уже первые исследования полученных образцов показали большую ценность данного эксперимента.

Шестой эксперимент в серии «Беролина» должен был дать информацию об условиях «космической» кристаллизации, подтвердить правильность и применимость термодинамических расчетов для получения материалов путем выделения их из газообразной фазы. В эксперименте таким образом изучались основополагающие физико-химические процессы в газообразном веществе.