Полеты по программе «Интеркосмос» - [15]

Прибор «Кардиолидер» космонавты использовали также и в эксперименте «Спринт», в котором исследовалась оптимизация физической нагрузки космонавта на бегущей дорожке или велоэргометре. При этом определялась частота сокращений сердечной мышцы, которая зависит от уровня работоспособности организма. Прибор позволяет контролировать работу сердца космонавта, сигнализируя о достижении заданной нагрузки и предостерегая звуковым сигналом о выходе за обозначенные пределы перегрузки.

«Кардиолидер» сконструирован на основе интегральных схем, что позволило сделать его максимально миниатюрным. Следует подчеркнуть, что данный прибор уже нашел широкое применение не только в космической медицине (при дозированной силовой нагрузке в состоянии невесомости и после возвращения на Землю в период реадаптации), но и в клинической практике — в восстановительный период после перенесенных сердечно-сосудистых заболеваний.

Во второй половине дня 29 июня космонавты приступили к проведению технологического эксперимента «Сирена», разработанного совместно советскими и польскими учеными. Этот эксперимент проводился на советской электронагревательной установке «Сплав» и стал логическим продолжением советско-чехословацкого эксперимента «Морава», выполненного предыдущей международной экспедицией. Цель эксперимента — изучить процесс направленной кристаллизации в полупроводниковых материалах, получаемых из жидкой фазы (состояния) в условиях невесомости. В качестве исследуемых материалов в эксперименте «Сирена» были выбраны тройные полупроводники «ртуть—кадмий— теллур» и «ртуть—кадмий—селен».

В течение многих лет эти материалы тщательно изучались в Институте физики Академии наук ПНР, сотрудники которого много сделали для выяснения физических характеристик материалов этого типа и возможностей их применения. Полупроводники, в состав которых входят названные элементы, характеризуются высокой чувствительностью и малой инерционностью. В. настоящее время они считаются наилучшими детекторами инфракрасного излучения, способными работать в диапазоне длин волн около 10 мкм, т. е. в пределах так называемого «атмосферного Окна». Имеет перспективы и использование этих материалов в лазерных устройствах с перестраиваемой частотой.

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.