Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок
Наименование: 1. Физико-химические процессы и материалы в условиях космоса
Цель: Целью исследований направления является изучение в условиях микрогравитации различных физических и химических процессов, исследования в области космического материаловедения для получения новых материалов, материалов и веществ с недостижимыми или труднодостижимыми в наземных условиях свойствами, исследования в интересах модернизации наземных технологий, исследования для создания опережающего научно-технического и технологического задела для ряда ключевых технологий и технических средств в интересах создания перспективных пилотируемых космических комплексов и автоматических космических аппаратов для исследования, освоения и использования космического пространства.
Основные положения:

Данное научное направление обязано своим возникновением особым условиям, сопровождающим полёт МКС в космическом пространстве. В первую очередь это связано с условиями микрогравитации орбитального полёта и таким значением вакуума, которое на наземных установках получить практически невозможно. Эти условия позволяют получать в космосе материалы и вещества с недостижимыми или труднодостижимыми в наземных условиях свойствами.

По этому направлению планируются и реализуются исследования и эксперименты в следующих областях:

-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 образования и 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 могут позволить получать монокристаллы полупроводников и диэлектриков, обладающих высокой однородностью и совершенной структурой. Конечная цель таких исследований – получение на МКС и перспективных обслуживаемых на орбите технологических космических аппаратах монокристаллов сложных полупроводниковых соединений и оксидных монокристаллов для нужд микро- и оптоэлектроники, лазерной техники, создания датчиков радиации и т.д., а также совершенствование наземных технологий производства этих и других материалов, создание на этой основе перспективных технологических процессов для их производства в космосе. Такие исследования позволят установить области применения кристаллов фуллеренов в современных технологиях и технике будущего, выявить особенности затвердевания металлов и сплавов при высокоскоростной кристаллизации в условиях микрогравитации.

Получение различных белковых кристаллов позволит определить структуру этих белков с высоким уровнем разрешения, что находит применение в первую очередь в фундаментальной и прикладной медицине, биологии, 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 оборудования в виде экрана позволяет получить зону в форме усеченного конуса, ориентированного перпендикулярно набегающему потоку остаточной атмосферы, и достигнуть уровня вакуума до 10-11-10-15 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 и прикладных 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 приводит 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.

В настоящее время в развитие новых тематических направлений прорабатываются вопросы организации фундаментальных, научно-прикладных и экспериментальных работ по созданию опережающего научно-технического задела по ключевым элементам и технологиям для создания перспективных пилотируемых комплексов и автоматических космических аппаратов для полётов за пределы околоземного пространства - к Луне, Марсу, астероидам и другим планетам и телам Солнечной системы, для исследования, освоения и использования космического пространства в интересах земной цивилизации.

 


НаименованиеРуководительСостояниеПодробнее
s-FLAMEГубернов В. В., Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН, ведущий научный сотрудник, д.ф.-м.н.Готовится
АдамантФролов С. М., ИХФ РАН, зав. отд. горения и взрыва, д.ф.-м.н.Готовится
БАБЛСонин А. А., Университет машиностроения, профессор кафедры «Физика», доктор физико-математических наукГотовится
Вампир Бармин И.В., КБОМ, генеральный директор – генеральный конструктор, член-корреспондент РАН, профессорГотовится
ВиброкристаллизацияЖариков Е.В., РХТУ им Д.И. Менделеева, заведующий кафедрой, д.т.н. ,профессор Готовится
ВИЛМАЛюбимова Т.П., Институт механики сплошных сред УрО РАН, зав. лаб., д.ф.-м.н., профессорВыведен
ВИПИЛЛюбимова Т.П., ИМСС УрО РАН, зав. лаб. вычислительной гидродинамики, д.ф.-м.н., профессорВыведен
Диск Гоник М.А., с.н.с., к.т.н.Готовится
Дисплей Готовится
Диффузионное пламяМинаев С. С., Дальневосточный федеральный университет - Инженерная Школа , зав.лаб., д.ф.-м.н., Готовится
ДСМИКСЛюбимова Т.П., ИМСС УрО РАН, зав. лабораторией вычислительной гидродинамики, д.ф.-м.н., профессорРеализуется
ЗаревоФролов С.М., ИХФ РАН, зав. отделом, д.ф.-м.н. Анализируется
Зона-К Иванов А.И., ФГУП ЦНИИмаш, к.ф.-м.н.Готовится
Кинетика-1Харанжевский Е. В., Удмуртский государственный университет, физико-энергетический факультет, зав. лаб. экспер. физики, к.т.н, доцентРеализуется
Кинетика-2Харанжевский Е. В., Удмуртский государственный университет, физико-энергетический факультет, зав. лаб. экспер. физики, к.т.н, доцентГотовится
КонконЗюзгин А.В., Пермский государственный национальный исследовательский университет, профессор кафедры общей физики, д.ф.-м.н.Готовится
Криокомплекс + кипениеШувалов В. А., ЦНИИмаш, нач. лаборатории, к.т.н., с.н.с. Готовится
КристаллизаторВолошин А.Э., Институт кристаллографии им. А.В.Шубникова, к.ф.-м.н.Реализуется
КритПолежаев В.И., Институт проблем механики РАН, главный научный сотрудник д.ф.-м.н., профессор Готовится
Магнитоконтроль Раков В.В., филиал учреждения РАН Институт кристаллографии им. А.В.Шубникова - Научно-исследовательский центр "Космическое материаловедение"., вед. инженер к.т.н.Готовится
МиражЗахаров Б. Г., Институт кристаллографии им. А.В.Шубникова - Научно-исследовательский центр "Космическое материаловедение", д.т.н. Готовится
ОАСИС Долганов В.К., ИФТТ РАН, г.н.с., д.ф.-м.н.Завершен
ПеритектикаКривилев М.Д., ВПО «Удмуртский государственный университет», физико-энергетический факультет, зав. лаб., к.ф.-м.н., доцентРеализуется
Плазменный кристаллФортов В.Е., ОИВТ РАН, академик РАН Реализуется
Пыль-УФФортов В.Е., ОИВТ РАН, академик РАНГотовится
Репер-КалибрСаприцкий В.И., ФГУП ВНИИОФИ, нач.отделения, профессорГотовится
СВСМержанов А.Г., ИСМАН РАН, академик РАН (координатор – Сычев А.Е., к.т.н.)Завершен
Слой-К Готовится
ФламенкоСнегирёв А.Ю., Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, профессор каф., д.т.н.Готовится
Фуллерен Левченко А.А., ИФТТ РАН, зам.директора, д.ф.-м.н.Готовится
ЭкоплазмаФортов В. Е., ОИВТ РАН, директор, д.ф.-м.н., академик РАНГотовится
Экран-М Пчеляков О.П., Институт физики полупроводников СО РАН, зав. отделом, д.ф.-м.н., профессорГотовится
Электрическое пламяМинаев С. С., Дальневосточный федеральный университет - Инженерная Школа , зав.лаб., д.ф.-м.н.,Готовится