В 2013 году в космос запустят аппарат, позволяющий создавать материалы для солнечных батарей. Фактически речь идет о появлении на орбите небольшого производственного предприятия. Модель этого аппарата уже создана в Институте физики полупроводниковим. А. В. Ржанова Сибирского отделения РАН.
— Меня часто спрашивают: «А кому первоначальная идея принадлежит? Кому вы деньги будете отчислять?» Я отвечаю: «Аристотелю, он был первым. И я готов делиться с ним прибылью». Две с лишним тысячи лет назад в своей книге «О природе вещей» он писал, что в пространстве за камнем, выпущенным из пращи, нет молекул, потому что этот камень имеет большую скорость, — рассказывает Олег Пчеляков, замдиректора по науке Института физики полупроводников.
Мы беседуем в небольшом кабинете. На его двери позолоченная вывеска: «Жорес Алферов, председатель ученого совета». Нобелевский лауреат приезжает сюда несколько раз в год. А когда его нет, комнату использует Пчеляков, не имеющий пока своего персонального офиса.
Убрать грязь
Пустота — штука дорогая. Чтобы обеспечить сверхвысокий вакуум, приходится создавать сложное оборудование, тратить много сил, энергии, денег. Этот вакуум очень нужен, например, когда речь идет о создании пленок для солнечных батарей. Посторонняя молекула, попавшая в кристалл, способна заметно снизить их эффективность, а она и так не слишком высокая: КПД солнечных батарей редко превышает 15–20%.
Новосибирские физики предлагают покинуть нашу грязную планету и перенести производство сверхчистых материалов на орбиту. Ожидается, что там удастся получить вещество в десятки, а то и в сотни раз чище, чем это удавалось на Земле.
— Представьте себе летящий предмет. — Пчеляков берет последний номер «Русского репортера» и начинает им размахивать. — Если он летит с первой космической скоростью, то за ним образуется кильватерный след, где практически отсутствует вещество, ведь частицы летят с такой же скоростью и просто не могут этот экран догнать. Получается пустота.
— Абсолютная пустота?
— Не совсем. Сам экран — он тоже испускает атомы, ведь даже металл испаряется. Поэтому мы сейчас подбираем материал, который не будет пачкать пространство.
— Но ведь и в космосе не так уж чисто. Солнечный ветер, например — в нем ведь тоже полно разных частиц.
— От солнечного ветра у нас есть средство защиты. Очень мощное и очень надежное.
— Интересно какое?
— Называется оно Земля, — объясняет Пчеляков. — Аппарат будет создавать полупроводниковые пластины в те моменты, когда между ним и Солнцем будет находиться наша планета. Конечно, в пространство за экраном могут попадать быстрые молекулы водорода и гелия. Но они легкие и их мало.
Согласно расчетам Пчелякова и его коллег речь идет о давлении в одну стотриллионную долю миллиметра ртутного столба. В земных условиях удается получать лишь в сто раз больше.
Пчеляков уверяет, что подобная фабрика на орбите сможет окупиться буквально за несколько лет.
— Вот подсчитайте. Доставить на орбиту килограмм груза стоит примерно двадцать пять тысяч долларов. Из этого килограмма можно изготовить несколько сотен пластин. Их можно использовать в самых разных целях: и для солнечных батарей, и для приборов ночного видения, и для систем «технического зрения».
А в будущем космическое производство может превратиться в серьезный экономический фактор. За минувшие полвека в космос вложено столько денег и мозгов! Небу уже пора возвращать долги.
Превратить Луну в электростанцию
— Это все из головы, многие вещи мы первые в мире придумали, — гордо поясняет Пчеляков, показывая свои разработки, но тут же оговаривается: — Мы много работаем в партнерстве с американцами. В Университете Хьюстона есть такой замечательный человек — Алекс Игнатьев.
Сочетание имени и фамилии сразу же рисует возможную биографию: работал в каком-нибудь советском НИИ, в девяностых переехал на Запад…
— Нет, что вы! Его родители — эмигранты из России, а сам он родился в Германии незадолго до окончания войны и с пяти лет живет в США. Но при этом он отлично говорит по-русски и поет в православном церковном хоре.
Алекс Игнатьев проблемой производства сверхчистых полупроводников на орбите занимался давно. Сначала NASAщедро финансировало эти проекты, но потом перестало, и, возможно, России удастся здесь вырваться вперед. Впрочем, космос — место безнациональное, и не так уж важно, какой именно паспорт лежит в кармане ученого.
— У Алекса Игнатьева есть очень интересный проект, — рассказывает Пчеляков. — Он хочет покрыть Луну солнечными батареями. В лунном грунте — реголите — есть как минимум двадцать процентов кремния. Ему удалось заполучить целое ведро этого реголита и сделать из него солнечную батарею.
В своей лаборатории Игнатьев спроектировал аппарат на гусеницах, который должен ползти по поверхности Луны и оставлять за собой пластины солнечных батарей. Получится такая гигантская электростанция. Она окажется очень кстати, если на Луне все-таки будут создавать колонию или использовать ее в качестве пересадочной базы для межпланетных полетов.
— Энергию можно передавать и на Землю, — уверен Пчеляков, — это вполне реально.
Коммунист на «лексусе»
Все-таки пытаюсь изображать скептика:
— Знаете, существует много интересных разработок. Но большинство из них — это красивые идеи, которые будут реализованы непонятно когда.
— У нас все понятно, — уверенно возражает Пчеляков. — Роскосмос планирует запустить наш аппарат в 2013 году. Выглядеть это будет вот так.
На экране компьютера появляется изображение Международной космической станции, к которой прикреплено некое устройство, напоминающее вывернутый зонтик. Это молекулярный экран — основа космического производства.
Здесь все проработано, благо среди авторов проекта значится не только Институт физики полупроводников, но и РКК «Энергия», НПО «Молния» и даже украинский Институт электросварки имени Е. О. Патона.
— Начнем мы с МКС. А на будущее планируется создать автономный аппарат. Это уже самостоятельная космическая фабрика, которая летает по вытянутой эллиптической орбите, удаляясь примерно на две трети расстояния до Луны, — продолжает Пчеляков. — Но главное в другом. Раньше мы могли только рисовать проекты. А сейчас все можно посмотреть, потрогать.
Потрогать хочется. И вот уже идем по коридору института. На дверях одной из лабораторий замечаю агитационные плакаты коммунистов: один с Алферовым, другой с Зюгановым. С первым все понятно: он почетный председатель ученого совета, Нобелевку свою получил как раз за полупроводники. Но Зюганов-то при чем? Подозреваю, что это происки кого-то из технических сотрудников.
Интересуюсь у Пчелякова:
— Лично вы, наверное, вне политики?
— Ну почему же?! Я активный член КПРФ. Правда, на последних выборах я был за кандидата от «Единой России». Просто он директор одного из наших институтов и было важно, чтобы в законодательном собрании области кто-то представлял интересы науки.
Модель аппарата стоит в другом корпусе института. Туда Пчеляков отвез меня на своей машине. Я ожидал увидеть какие-нибудь потертые «жигули», максимум «мазду» или «хундай». А тут здоровенный серебристый «лексус». Профессор-коммунист на машине за несколько миллионов рублей... Не сдерживаюсь:
— Скажите, а откуда у вас деньги?
— Сейчас у нас появилось много разных источников финансирования: мы работаем по двадцати одному проекту. И это далеко не только космос. К тому же я заведую кафедрами сразу в нескольких университетах. Знаете, раньше, когда денег совсем не было или они шли всего по нескольким каналам, было как-то проще. А сейчас столько приходится заниматься отчетностью!
Пчелякова сложно заподозрить в получении взяток или распиле госбюджета. Просто уникальные полупроводники сегодня нужны многим и многие за них готовы хорошо платить. Вообще-то это нормально, когда профессор ездит на «лексусе». По большому счету он больше достоин такой машины, чем какой-нибудь помощник прокурора или глава департамента районной администрации.
Машина подъезжает к лабораторному корпусу. Заходим в комнату, где установлен аппарат, моделирующий то, что будет происходить на орбите. С моей, непросвещенной, точки зрения он напоминает два металлических бочонка с множеством наглухо задраенных отверстий. Отдельно лежит крышка аппарата, через которую будут доставать готовую продукцию. С ней возятся два инженера: что-то у них не ладится. Но в целом прибор практически готов к работе. И через два года на орбите начнется производство, которое невозможно осуществить на нашей планете.