Советско-французское сотрудничество в космосе

Основная задача эксперимента ФК-6 — изучение влияния факторов космического полета на кристаллизацию полупроводников из жидкого состояния. Известно, что в невесомости жидкая масса принимает сферическую форму. При понижении температуры из этой массы образуется кристалл, который в принципе должен также иметь сферическую форму. Эксперименты, посвященные данной проблеме, проводились на космических аппаратах и раньше, но результаты получались различными. В частности, получение кристалла сферической формы было целью и советского эксперимента «Сфера», осуществленного на борту пилотируемой станции «Салют-5». Однако полученные образцы из сплава Вуда приняли форму более или менее удлиненную, со «стрелками» и были похожи на маленькие «ежики» (по выражению космонавта В. М. Жолобова).

Существует ряд возможных объяснений причин отклонения формы кристаллов от правильной сферы, но именно многочисленность таких объяснений требует настоятельной проверки и установления действительной причины явления. В эксперименте ФК-6 одновременно получали сферические кристаллы висмута, теллура, висмут—теллура и индий—сурьмы. Эти вещества в твердом состоянии находились в одном контейнере, который помещался в печь. При разогреве достигалось жидкое состояние этих веществ, которые в условии невесомости принимают форму сферы. В процессе охлаждения происходила кристаллизация образцов.

Исследованию кристаллизации из раствора были посвящены эксперименты ФК-7 и ФК-8. По мнению многих специалистов, материал Ga—As (галлий—мышьяк) представляет большой интерес как перспективный полупроводник. Используемый вместе с кремнием, он позволит получить фотоэлементы с повышенным коэффициентом полезного действия (до 25 %). Надежды специалистов связаны с возможностью получения более совершенного материала Ga—As в условиях космоса. Следует подчеркнуть, что аналогичный советский эксперимент проводился космонавтами Владимиром Коваленком и Александром Иванченковым. Небезынтересно будет сравнить результаты этих двух исследований.

Кристаллизация из раствора тройной композиции галлий—индий—фосфор, или, более точно, состава типа Ga_xIn_1–xP, определяет содержание эксперимента ФК-8. Галлий и индий относятся к III группе периодической таблицы Менделеева и близки по своим физико-химическим свойствам. Фосфор относится к V группе. Вариации соотношения галлий—индий используют для получения полупроводника с оптимальными свойствами. В предлагаемом эксперименте ставилась более скромная задача: определить степень совершенства кристаллов, получаемых в условиях невесомости.

Цикл экспериментов «ЭЛЬМА» был завершен космонавтами Владимиром Ляховым и Валерием Рюминым в начале мая 1979 г. Однако этим закончилась только космическая часть исследований. Теперь полученные образцы переданы в руки специалистов, которые в советских и французских лабораториях проведут всесторонний анализ. Это кропотливая и длительная работа. Результаты ее, несомненно, внесут полезный вклад в развитие космического материаловедения.

Прежде чем перейти к описанию последующих экспериментов нужно подчеркнуть, что всеми рассмотренными нами ранее направлениями советско-французских космических исследований занималась одна рабочая группа специалистов («космическая физика»), тогда как реализацию каждого из трех оставшихся направлений осуществляла своя автономная рабочая группа советских и французских ученых.

Метеорологические исследования. Сотрудничество между СССР и Францией в области спутниковой метеорологии началось еще в 1967 г. Выполненные за последующие годы работы внесли существенный вклад в науку о строении верхней атмосферы и ионосферы. Причем использовалась разнообразная аппаратура, устанавливаемая на спутниках, ракетах и наземных станциях.

Непосредственные спутниковые советско-французские метеорологические эксперименты начались с 1971–1972 гг., когда были проведены одновременные наблюдения облачного покрова Земли с помощью аппаратуры советского спутника «Метеор» и приборов французских привязных аэростатов «Коломб». Эта программа, получившая наименование «КОСКОЛ» (исследования из КОСмоса и с помощью «КОЛомбов»), позволила получить изображения облачного покрова с разных высот, на основе которых специалисты обеих стран разработали теорию конвекции (вертикального перемешивания) воздуха в случае сложных облаков.

В настоящее время специалисты СССР и Франции совместно работают в области изучения облачности по телевизионным и инфракрасным изображениям, полученным с метеорологических спутников. В процессе решения этой проблемы ученым удалось получить новые данные о структуре крупномасштабных вертикальных течений воздуха при различных состояниях воздушного потока и распределения температуры. Проведены расчеты, моделирующие образование облачных систем различной формы. Выяснено наиболее вероятное расположение зон интенсивных осадков в облачных вихрях.