Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Поиск
Наименование: 1. Физико-химические процессы и материалы в условиях космоса
Цель: Целью исследований направления является изучение различных физических и хими- ческих процессов, а также исследования в области космического материаловедения в усло- виях микрогравитации.
Основные положения:

Данное научное направление обязано своим возникновением особым условиям, сопровождающим полет МКС в космическом пространстве. В первую очередь это связано с условиями микрогравитации орбитального полета и отсутствием атмосферы, несмотря на наличие остаточных и вибрационных микроускорений.

Программа исследований по этому направлению включает эксперименты по следующим областям:

• рост кристаллов;

• процессы получения новых материалов;

• физика горения и синтеза в условиях космоса;

• физика жидкости, фазовых переходов и явления переноса;

• исследование упорядоченных плазменно-пылевых структур.

Исследования в области роста кристаллов направлены на получение новых фундаментальных знаний о процессах кристаллизации в условиях отсутствия силы тяжести, разработку эффективных методов управления процессами переноса в объеме расплава и у фронта кристаллизации с помощью магнитных полей и вибрационных воздействий, которые позволяют получать монокристаллы полупроводников и диэлектриков, обладающих высокой однородностью и совершенной структурой. Конечная цель таких исследований – получение на РС МКС монокристаллов сложных полупроводниковых соединений и оксидных монокристаллов для нужд микро- и оптоэлектроники, лазерной техники, создания датчиков радиации и т.д., а также совершенствование земных технологий производства этих и других материалов и создание на этой основе перспективных технологических процессов для их производства в космосе. Исследования в этой области также позволят установить области применения кристаллов фуллеренов в современных технологиях и технике будущего, выявить особенности затвердевания металлов и сплавов в условиях микрогравитации.

Получение различных белковых кристаллов позволит определить структуру этих белков с высоким уровнем разрешения, что найдет применение в первую очередь в медицине и фармацевтике.

Полимерные структуры, полученные в космосе, в силу отсутствия конвекции и седиментации позволят более точно определить ряд констант реакции полимеризации, в перспективе могут дать технологию создания герметичных крупногабаритных отверждаемых конструкций в космосе.

Использование в составе РС МКС металлического защитного экрана в виде усеченного конуса, ориентированного перпендикулярно набегающему потоку остаточной атмосферы, может позволить достигнуть уровня вакуума до 10-11 мм. рт. ст., что является основным условием реализации процесса молекулярно-лучевой эпитаксии для получения гетероэпитаксиальных структур полупроводниковых материалов с характеристиками, превосходящими аналогичные образцы, синтезированные в наземных лабораториях.

Условия длительной микрогравитации позволяют проводить исследования по изучению её влияния на процессы высокотемпературного синтеза и формирование структуры продуктов с целью получения тугоплавких материалов с уникальной структурой пен или зернистых каркасов, которые являются эффективными теплоизолирующими материалами для применения в космической технике, а также решать технологические задачи по монтажу, демонтажу и ремонту.

Программа исследований по физике жидкости, фазовым переходам и явлениям переноса, физике критического и околокритического состояния вещества, а также физике низких температур имеет целью получение новых фундаментальных знаний, решение задач управления конвективными потоками в жидкостях и проблем создания новых теплообменных и криогенных аппаратов для нужд космической техники.

Изучение физических процессов и явлений, происходящих в комплексной плазме, открывает качественно новую область космических исследований, имеющих отношение к фундаментальным проблемам формирования звезд и планет. Комплексная плазма представляет собой низкотемпературную плазму, состоящую из ионизированного газа, нейтрального газа и заряженных пылевых частиц микронного размера. При определённых условиях, комплексное взаимодействие между этими частицами и ионами плазмы приводят к их самоорганизованному упорядоченному состоянию, по структуре во многом аналогичному естественным кристаллам, однако легко наблюдаемому в обычный микроскоп. В земных условиях сила тяжести заставляет макрочастицы оседать из-за их относительно большой массы, что при- водит к искажению кристаллической структуры плазменного кристалла. В условиях микрогравитации на борту МКС возможно получение более протяженных и однородных трехмерных плазменно-кристаллических структур, что позволяет выявить уникальные особенности их формирования и строения.

НаименованиеРуководительСостояниеПодробнее
БАБЛСонин Андрей Анатольевич, Университет машиностроения, профессор кафедры «Физика», доктор физико-математических наукГотовится
ВиброкристаллизацияЗаведующий кафедрой «Кристаллов» РХТУ им Д.И. Менделеева, д.т.н. ,проф. Жариков Е.В.Готовится
ВИПИЛЛюбимова Татьяна Петровна, ИМСС УрО РАН, зав. лабораторией вычислительной гидродинамики, д.ф.-м.н., профессорГотовится
Дискк.т.н., с.н.с. Гоник Михаил АлександровичГотовится
Дисплей Готовится
ДСМИКСЗав. лабораторией вычислительной гидродинамики ИМСС УрО РАН, д.ф.-м.н., профессор Любимова Татьяна ПетровнаРеализуется
ЗаревоФролов Сергей Михайлович, заведующий отделом горения и взрыва, д.ф.-м.н. Готовится
Зона-КК.ф.,м.н. Иванов А.И.Готовится
Кинетика-1Харанжевский Евгений Викторович, ОУВПО "Удмуртский государственный университет", физико-энергетический факультет, доцент, заведующий лабораторией экспериментальной физики, к.т.нГотовится
Кинетика-2Харанжевский Евгений Викторович, ОУВПО "Удмуртский государственный университет", физико-энергетический факультет, доцент, заведующий лабораторией экспериментальной физики, к.т.нГотовится
КонконЗюзгин Алексей Викторович, доцент кафедры общей физики ПГУ, зав. лаб. “Экспериментального исследования тепловой конвекции”, к. ф.-м. н., доцентГотовится
Криокомплекс + кипениеШувалов Вячеслав Александрович, начальник лаборатории, к.т.н., с.н.с.Готовится
КристаллизаторВолошин Алексей Эдуардович, к.ф.м.н.Реализуется
КритГлавный научный сотрудник Института проблем механики РАН, д.ф.м.н, профессор Полежаев Вадим Иванович Готовится
Магнитоконтрольк.т.н. Раков В.В., ведущий инженер НИЦ КМ ИК РАНГотовится
МиражД.т.н. Захаров Борис ГеоргиевичГотовится
ОАСИСДолганов Владимир Карлович, г.н.с., д.ф.-м.н.Реализуется
ПеритектикаКривилев Михаил Дмитриевич к.ф.-м.н., доцент, зав. лаб. физики конденсированного состояния физико-энергетического факультета ГОУ ВПО «Удмуртский государственный университет»Готовится
Плазма-САСуржиков Сергей Тимофеевич, Институт проблем механики РАН, заместитель директора по научной работе, д.ф.-м.н., профессор, член- корреспондент РАН, Тугаенко Вячеслав Юрьевич, Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С.П. Королева, начальник отдела, к.ф.-м.н.Готовится
Плазменный кристаллакадемик Фортов В.Е.Реализуется
Пыль-УФФортов Владимир Евгеньевич, ОИВТ РАН, директор, д.ф-м.н, академик РАНГотовится
Репер-КалибрНачальник отделения ФГУП ВНИИОФИ , проф. В.И. СаприцкийГотовится
СВСакадемик РАН Мержанов А.Г. (координатор – к.т.н. Сычев А.Е.)Завершен
Слой-К Готовится
Фуллеренд.ф.-м.н. А.А.Левченко, заместитель директора ИФТТ РАНГотовится
Экран-Мд.т.н. О.П.ПчеляковГотовится