Валентин Козырев - Полеты по программе «Интеркосмос»

Однако получение однородных полупроводниковых сплавов данного типа в наземных условиях существенно затрудняется процессами конвекции, обусловленной действием силы тяжести, поскольку химические элементы ртуть, кадмий и теллур значительно отличаются по своей массе. В свою очередь, однородность и структурное совершенство полупроводниковых материалов, полученных в космосе, обусловливает их особые физические свойства и возможности применения. Если в лабораторных условиях на Земле достигается степень однородности кристаллов этого типа порядка 12 %, то полупроводники, полученные в эксперименте «Сирена» в условиях невесомости, характеризуются значительно более высокой степенью однородности — около 60 %.

Эксперимент «Сирена» проводили космонавты М. Гермашевский и А. С. Иванченков. Они закладывали кварцевую ампулу, содержащую цилиндрической формы кристалл тройного полупроводника «ртуть—кадмий—теллур», в электронагревательную камеру печи. В камере происходило нагревание ампулы до расплавления кристалла, а затем в результате программируемого снижения температуры осуществлялось направленное затвердевание — кристаллизация. После окончания эксперимента кварцевая ампула с полупроводниковым материалом извлекалась из установки «Сплав» и возвращалась на Землю для последующего анализа.

Поскольку в распоряжении международного экипажа находились две ампулы с исследуемыми веществами, эксперимент проводился дважды. Первая ампула была нагрета до температуры около 900 °C, после чего она подверглась регулируемому охлаждению со скоростью 11,4 °C в час. Проведение первого эксперимента заняло 46 ч. 3 июля 1978 г. советско-польский технологический эксперимент «Сирена» был повторен, но с иной программой охлаждения: вторая ампула хотя и нагревалась аналогичным образом, но охлаждалась пассивно, т. е. без автоматической регулировки температуры. В этом случае скорость снижения температуры стала значительно выше — порядка 145 °C в час. Эксперимент закончился через 16,5 ч.

Успех эксперимента «Сирена» зависел также от поддержания особых условий при его осуществлении. Во время его проведения все оборудование научного орбитального комплекса «Салют-6» — «Союз», которое могло вызвать ускорения или вибрации конструкции, было выключено.

В июле 1978 г. грузовой транспортный корабль «Прогресс-2» доставил на станцию «Салют-6» новую электронагревательную установку — «Кристалл», включающую в себя электропечь, устройство управления и кассеты с контейнерами, содержащими капсулы с испытуемыми материалами. Эта установка предназначена для исследований в области материаловедения — выращивания полупроводников в виде слитков, объемных кристаллов или эпитаксильных структур из расплава и из паровой (или газовой) фазы (состояния). Установка «Кристалл» автономна и обеспечивает высокую степень автоматизации процессов, которые могут проводиться в диапазоне температур 400 — 1200 °C. Во время работы установки в ней осуществляется направленная кристаллизация, причем в отличие от установки «Сплав» процесс здесь протекает в условиях фиксированного теплового поля, а изменение зон нагрева достигается механическим перемещением ампулы с материалом в соответствии с требуемой программой.

Космонавты В. В. Коваленок и А. С. Иванченков на установке «Кристалл» провели эксперименты «Морава — Кристалл» и «Сирена — Кристалл», подготовленные специалистами СССР, ЧССР и ПНР. В эксперименте «Сирена — Кристалл», в частности, удалось вырастить трехкомпонентный полупроводник из соединения «свинец—селен—теллур», широко применяемый в инфракрасной лазерной технике.

Что же касается советско-польского международного экипажа, то он повторил эксперименты «Опрос», «Теплообмен» и «Кислород», впервые осуществленные предыдущим международным экипажем, причем эксперимент «Кислород» П. И. Климук и М. Гермашевский повторили несколько раз. Эти эксперименты были подготовлены совместно учеными и специалистами СССР, ЧССР и ПНР. Кроме того, советско-польский международный экипаж выполнил два новых медико-психологических эксперимента — «Вкус» и «Досуг», подготовленные советскими и польскими специалистами.

В ходе эксперимента «Вкус» осуществлялся цикл интересных исследований по изучению порога вкусовой чувствительности человека в условиях космического полета. Для этой цели использовался специальный электронный прибор — «Электрогустометр», сконструированный в Варшавском институте авиационной медицины и приспособленный для работы на борту орбитального комплекса. В задачу эксперимента входило изучение механизмов, которые ответственны за нарушения вкусовых ощущений, наблюдающиеся у космонавтов во время космических полетов.