Эпитаксия на орбите: Россия открывает эру космических полупроводников

В бесконечной тьме космоса, где вакуум чище любой земной лаборатории, рождаются кристаллы будущего. 11 сентября 2025 года грузовой корабль «Прогресс МС-32» унёс на Международную космическую станцию (МКС) уникальную установку «Экран-М» — первую в мире систему для синтеза полупроводников в невесомости. Разработанная учёными Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН (ИФП СО РАН) по заказу РКК «Энергия», она обещает революцию в микроэлектронике.

Проект, прошедший все испытания, использует молекулярно-лучевую эпитаксию (МЛЭ) — метод, где атомы укладываются слой за слоем, словно невидимые архитекторы строят идеальный кристалл.

Полупроводники — сердце современной техники: от лазеров и солнечных батарей до чипов, выдерживающих молниеносные разряды. На Земле их выращивают в громоздких, многомиллионных установках, где вакуум столь чист, что на миллиард атомов материала приходится не один инородный. Каждая камера — для одного элемента, чтобы избежать загрязнений. Но в космосе природа сама дарит преимущество: естественный вакуум орбиты позволяет использовать единую камеру для всех веществ.

«Экран-М» — компактная, лёгкая, устойчивая к радиации машина, созданная с нуля. Её вес и габариты подогнаны под строгие космические нормы, а материалы выдержат танец микрометеоритов и солнечных бурь.

Главный конструктор проекта, доктор физико-математических наук Александр Никифоров, подчёркивает глобальную цель: «Исследовать эффективность роста эпитаксиальных слоёв в космосе, раскрыть преимущества вакуума. Это старт технологии МЛЭ на орбите — отработка оборудования и анализ материалов». Невесомость бросила вызов: жидкости в тиглях норовят собраться в шарики и улететь. Инженеры ИФП СО РАН изобрели хитрую мембрану с микроскопическими отверстиями — 100 микрон. Капли не просочатся благодаря поверхностному натяжению, но пары галлия и мышьяка пройдут, оседая на подложке тончайшей плёнкой арсенида галлия — основы для мощных лазеров и фотодиодов.

В РКК «Энергия» видят в «Экран-М» шаг к технологическому суверенитету. Заместитель руководителя НТЦ Дмитрий Сурин делится: «Это перспективное направление, коммерчески востребованное. Мы отработаем синтез на орбите, а потом спрогнозируем производство. Продолжение — на станции РОСС, это логично и нужно». Работа велась в атмосфере единомышленников: без бюрократии, с преодолением сложностей плечом к плечу. Ростовая часть собрана в экспериментальном цехе института, электроника — красноярским НПФ «Электрон».

На МКС космонавты установят оборудование, загрузят кассету с шестью подложками. Два цикла роста — по две недели каждый — пройдут в автоматическом режиме. Тестируют гомоэпитаксию: арсенид галлия на такой же подложке. Это «модельный объект», хорошо изученный. Сравнение с земными образцами — в лабораториях ИФП СО РАН, где накоплен огромный опыт. «Мы владеем синтезом, анализом, оборудованием. Оценка будет представительной», — уверяет Никифоров.

Перспективы ослепительны: орбитальное производство фотоматериалов для солнечных батарей, где токсины утилизуются вакуумом, не травя атмосферу. Заместитель главного конструктора Константин Фрицлер мечтает дальше: «Человечество идёт в космос — производство материалов на орбите неизбежно. Наш эксперимент — первый шаг. Опыт конструирования и эксплуатации послужит базой для новых разработок. Обсуждения с «Энергией» уже идут».

ИФП СО РАН — пионер МЛЭ в России. С 1996 года, под руководством Олега Пчелякова, здесь родились первые отечественные установки. Проект следует строгому ГОСТу: эскизы, документация, испытания — годы труда сотен умов. Аналогов нет: американские опыты 90-х свернули после «Колумбии».

✍ Роман Белоусов. Космический Хроникон

47 этажей космоса: в Москве открылся Национальный космический центр

Президент России Владимир Путин открыл штаб-квартиру Роскосмоса — Национальный космический центр.

В торжественной церемонии приняли участие первый вице-премьер Денис Мантуров, мэр Москвы Сергей Собянин, глава Роскосмоса Дмитрий Баканов, космонавты и сотрудники ракетно-космической отрасли.

▶️ Впервые в истории российской космонавтики более 30 ведущих организаций ракетно – космической отрасли будут объединены на одной площадке, что упростит кооперацию между предприятиями, ускорит разработку новых ракетно-космических технологий.

▶️ На территории Национального космического центра (НКЦ) также будут функционировать частные технологические компании. Это усилит развитие государственно-частного партнерства в отрасли, что заложено в национальном проекте «Космос».

ℹ️ НКЦ создан по поручению Президента Российской Федерации Владимира Путина и реализован Госкорпорацией Роскосмос и Правительством Москвы. Визитная карточка Центра — 47-этажная башня.

Фото: Пресс-служба Градостроительного комплекса Москвы / Роскосмос Медиа