Россия снова первая: в космосе вырастили идеальные кристаллы!
Октябрь 2025 года может стать тем самым моментом, который в будущем будут отмечать как день рождения новой космической эры — эры орбитального производства. Буквально на днях российские космонавты Сергей Рыжиков и Алексей Зубрицкий, выйдя в открытый космос, провели уникальный эксперимент под названием «Экран-М».
Впервые в истории человечества в условиях глубокого космического вакуума и невесомости были выращены идеально чистые структуры полупроводниковых кристаллов арсенида галлия. Новая технология, разработанная специалистами Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН, вообще не имеет аналогов в мире. В свое время этим занимались американцы, но в 2003 году, после гибели шаттла «Колумбия», они свернули программу по исследованию кристаллов в космосе.
Таким образом, можно констатировать, что Россия является первооткрывателем в этой стратегически важной области. Какие же перспективы открывает эта инновация перед нашей страной?
Что же такого особенного в космическом производстве? Ответ скрывается в двух фундаментальных преимуществах околоземной орбиты: глубоком вакууме и микрогравитации.
«Чистота» естественного вакуума космоса составляет 10⁻¹²–10⁻¹⁴ Торр. Это в тысячи раз чище, чем самый совершенный вакуум, который можно создать в земных лабораториях (10⁻¹⁰ Торр). Эта разница кажется абстрактной, но на деле — это самая настоящая революция в производстве.

Внешний вид установки для выращивания полупроводников в космосе. КНА МЛЭ — «Комплекс научной аппаратуры молекулярно-лучевой эпитаксии»
Почему «чистота» вакуума чрезвычайно важна в этом процессе? При выращивании идеального кристалла арсенида галлия любая посторонняя молекула — кислорода, воды, азота — это как пылинка на чистом стекле. Она встраивается в кристаллическую решетку и создает дефект.
Чтобы добиться чистоты на Земле, нужны невероятно сложные и дорогие вакуумные насосы, которые работают неделями, чтобы откачать воздух. И даже они не могут достичь космического уровня. Поэтому приходится использовать несколько камер, между которыми передаются пластины в специальных шлюзах, что усложняет и удорожает процесс.
Что касается космоса, то он сам является идеальной вакуумной камерой, бесплатной и бесконечной. Остается только создать небольшую защищенную зону, и можно выращивать кристаллы в условиях, которые на Земле физически недостижимы.
Второй ключевой фактор — это невесомость. Представьте, что вы пытаетесь размешать в стакане идеально гладкий, однородный кисель. На Земле это почти невозможно: более тяжелые кусочки фруктов тонут, а сам кисель может перемешиваться неравномерно. Точно так же гравитация мешает и при выращивании кристаллов — она «тянет» тяжелые атомы вниз, а легкие оставляет наверху, из-за чего структура получается неоднородной, с «дефектами» — внутренними изъянами.

Внутри установки: четыре молекулярных источника и подложка
В космосе всех этих проблем вообще нет. Все компоненты будущего кристалла находятся в невесомости, ничто не тянет их вниз и не смешивает хаотично. Атомы арсенида галлия могут спокойно и упорядоченно соединяться друг с другом, как кирпичики в идеальной стене. В результате кристалл растет не «как получится», а именно таким, каким его задумали ученые — абсолютно чистым и безупречным внутри.
И это не просто теория. Например, эксперименты с выращиванием белковых кристаллов для фармакологии показывают, что в космосе шанс получить безупречный образец достигает 70%, тогда как на Земле это гораздо более сложная и часто невыполнимая задача. Космос становится уникальной лабораторией, где можно создавать материалы, которые на нашей планете просто не могут родиться.
Объектом эксперимента «Экран-М» стал арсенид галлия, материал, который по праву многие называют «полупроводниковым золотом». GaAs обладает выдающимися свойствами: коэффициент полезного действия солнечных элементов на его основе достигает 44%. Для сравнения традиционный кремний дает КПД 20%, очень редко — 25%.

Микропроцессоры на основе арсенида галлия значительно превосходят кремниевые аналоги
Кроме того, GaAs устойчив к радиации, малочувствителен к перегреву и обладает превосходными электронными характеристиками. Это делает его незаменимым для микроэлектроники, лазеров, светодиодов и систем связи 5G.
Поэтому успех этого эксперимента — это не просто научная победа. Это основа для создания принципиально новой отрасли, а именно промышленного производства полупроводников на орбите.
— заместитель руководителя научно-технического центра РКК «Энергия» Дмитрий Сурин.
Платформой для такого масштабного производства должна стать Российская орбитальная станция (РОС). Ее развертывание начнется уже в 2027 году.
В условиях современной геополитической обстановки и санкционного давления, ограничивающего доступ к передовым полупроводниковым технологиям, эксперимент «Экран-М» приобретает стратегическое значение. В РКК «Энергия» прямо заявляют, что это «важный шаг в направлении технологического суверенитета».
Правительством России поставлены амбициозные цели: к 2030 году 70% материалов, оборудования и конечной продукции в микроэлектронике должны быть российского происхождения. На развитие отрасли выделяются колоссальные средства: 147 млрд руб. в 2023 году и 210 млрд руб. в 2024 году.
Как подчеркнул премьер-министр Михаил Мишустин, «обеспечение технологического суверенитета стало одной из ключевых задач, поставленных главой государства». Космическое производство полупроводников обеспечивает независимость от внешних поставщиков критически важных материалов и создает основу для развития собственной технологической базы.

Даже на Западе признают, что в последние годы Россия значительно продвинулась в полупроводниках
Экономический потенциал проекта колоссален. Мировой рынок полупроводников в 2024 году впервые превысил 600 миллиардов долларов, достигнув 627,6 млрд, а прогнозы на 2025 год предполагают рост до 700-800 млрд. Россия, обладая эксклюзивной технологией, может занять уникальную рыночную нишу. По данным Harvard Business Review, еще в 2019 году 95% выручки космического сектора в 366 млрд долларов приходилось на товары или услуги, произведенные в космосе для использования на Земле.
Космическое производство монетизирует космическую индустрию. Некоторые материалы, произведенные в невесомости, такие как оптическое волокно ZBLAN, могут стоить до 1 млн долларов за килограмм благодаря улучшенным характеристикам. Арсенид галлия, выращенный в космосе, будет востребован в самых высокотехнологичных и чувствительных областях: в оборонных системах, радарах, спутниковой связи, электронной войне и ракетных системах наведения. Это создает устойчивый спрос и открывает возможности для развития экспорта российских высокотехнологичных материалов.
Развитие этого направления стимулирует и смежные отрасли. Космическая промышленность России насчитывает около 100 предприятий с 250 тысячами занятых. Создание орбитальных фабрик потребует новых рабочих мест в научных лабораториях, конструкторских бюро и сервисных компаниях, давая импульс для роста высокотехнологичных секторов экономики.
Подводя итоги, можно говорить, что эксперимент «Экран-М» — это не просто успешный научный опыт. Это стратегическая инициатива, способная определить технологическое лицо России в XXI веке.
Он открывает путь к созданию уникальных материалов с характеристиками, недостижимыми на Земле, формирует новый очень доходный рынок и укрепляет позиции страны как глобальной космической державы.
Путь от экспериментального образца до промышленной орбитальной фабрики полон вызовов. Необходимо отработать технологию в различных режимах, масштабировать производство, решить проблему высокой стоимости запусков и преодолеть кадровый дефицит. Но сам факт того, что Россия первой в мире вышла на этот путь, не имея действующих конкурентов, говорит о многом.
Впервые в истории человечества в условиях глубокого космического вакуума и невесомости были выращены идеально чистые структуры полупроводниковых кристаллов арсенида галлия. Новая технология, разработанная специалистами Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН, вообще не имеет аналогов в мире. В свое время этим занимались американцы, но в 2003 году, после гибели шаттла «Колумбия», они свернули программу по исследованию кристаллов в космосе.
Таким образом, можно констатировать, что Россия является первооткрывателем в этой стратегически важной области. Какие же перспективы открывает эта инновация перед нашей страной?
Фактор №1
Что же такого особенного в космическом производстве? Ответ скрывается в двух фундаментальных преимуществах околоземной орбиты: глубоком вакууме и микрогравитации.
«Чистота» естественного вакуума космоса составляет 10⁻¹²–10⁻¹⁴ Торр. Это в тысячи раз чище, чем самый совершенный вакуум, который можно создать в земных лабораториях (10⁻¹⁰ Торр). Эта разница кажется абстрактной, но на деле — это самая настоящая революция в производстве.

Внешний вид установки для выращивания полупроводников в космосе. КНА МЛЭ — «Комплекс научной аппаратуры молекулярно-лучевой эпитаксии»
Почему «чистота» вакуума чрезвычайно важна в этом процессе? При выращивании идеального кристалла арсенида галлия любая посторонняя молекула — кислорода, воды, азота — это как пылинка на чистом стекле. Она встраивается в кристаллическую решетку и создает дефект.
Чтобы добиться чистоты на Земле, нужны невероятно сложные и дорогие вакуумные насосы, которые работают неделями, чтобы откачать воздух. И даже они не могут достичь космического уровня. Поэтому приходится использовать несколько камер, между которыми передаются пластины в специальных шлюзах, что усложняет и удорожает процесс.
Что касается космоса, то он сам является идеальной вакуумной камерой, бесплатной и бесконечной. Остается только создать небольшую защищенную зону, и можно выращивать кристаллы в условиях, которые на Земле физически недостижимы.
Фактор №2
Второй ключевой фактор — это невесомость. Представьте, что вы пытаетесь размешать в стакане идеально гладкий, однородный кисель. На Земле это почти невозможно: более тяжелые кусочки фруктов тонут, а сам кисель может перемешиваться неравномерно. Точно так же гравитация мешает и при выращивании кристаллов — она «тянет» тяжелые атомы вниз, а легкие оставляет наверху, из-за чего структура получается неоднородной, с «дефектами» — внутренними изъянами.

Внутри установки: четыре молекулярных источника и подложка
В космосе всех этих проблем вообще нет. Все компоненты будущего кристалла находятся в невесомости, ничто не тянет их вниз и не смешивает хаотично. Атомы арсенида галлия могут спокойно и упорядоченно соединяться друг с другом, как кирпичики в идеальной стене. В результате кристалл растет не «как получится», а именно таким, каким его задумали ученые — абсолютно чистым и безупречным внутри.
И это не просто теория. Например, эксперименты с выращиванием белковых кристаллов для фармакологии показывают, что в космосе шанс получить безупречный образец достигает 70%, тогда как на Земле это гораздо более сложная и часто невыполнимая задача. Космос становится уникальной лабораторией, где можно создавать материалы, которые на нашей планете просто не могут родиться.
Полупроводниковое «золото»
Объектом эксперимента «Экран-М» стал арсенид галлия, материал, который по праву многие называют «полупроводниковым золотом». GaAs обладает выдающимися свойствами: коэффициент полезного действия солнечных элементов на его основе достигает 44%. Для сравнения традиционный кремний дает КПД 20%, очень редко — 25%.

Микропроцессоры на основе арсенида галлия значительно превосходят кремниевые аналоги
Кроме того, GaAs устойчив к радиации, малочувствителен к перегреву и обладает превосходными электронными характеристиками. Это делает его незаменимым для микроэлектроники, лазеров, светодиодов и систем связи 5G.
Поэтому успех этого эксперимента — это не просто научная победа. Это основа для создания принципиально новой отрасли, а именно промышленного производства полупроводников на орбите.
Создание в космосе чистых полупроводниковых пленок методом молекулярно-лучевой эпитаксии — перспективное и в будущем коммерчески востребованное направление
— заместитель руководителя научно-технического центра РКК «Энергия» Дмитрий Сурин.
Платформой для такого масштабного производства должна стать Российская орбитальная станция (РОС). Ее развертывание начнется уже в 2027 году.
Новая космическая экономика
В условиях современной геополитической обстановки и санкционного давления, ограничивающего доступ к передовым полупроводниковым технологиям, эксперимент «Экран-М» приобретает стратегическое значение. В РКК «Энергия» прямо заявляют, что это «важный шаг в направлении технологического суверенитета».
Правительством России поставлены амбициозные цели: к 2030 году 70% материалов, оборудования и конечной продукции в микроэлектронике должны быть российского происхождения. На развитие отрасли выделяются колоссальные средства: 147 млрд руб. в 2023 году и 210 млрд руб. в 2024 году.
Как подчеркнул премьер-министр Михаил Мишустин, «обеспечение технологического суверенитета стало одной из ключевых задач, поставленных главой государства». Космическое производство полупроводников обеспечивает независимость от внешних поставщиков критически важных материалов и создает основу для развития собственной технологической базы.

Даже на Западе признают, что в последние годы Россия значительно продвинулась в полупроводниках
Экономический потенциал проекта колоссален. Мировой рынок полупроводников в 2024 году впервые превысил 600 миллиардов долларов, достигнув 627,6 млрд, а прогнозы на 2025 год предполагают рост до 700-800 млрд. Россия, обладая эксклюзивной технологией, может занять уникальную рыночную нишу. По данным Harvard Business Review, еще в 2019 году 95% выручки космического сектора в 366 млрд долларов приходилось на товары или услуги, произведенные в космосе для использования на Земле.
Космическое производство монетизирует космическую индустрию. Некоторые материалы, произведенные в невесомости, такие как оптическое волокно ZBLAN, могут стоить до 1 млн долларов за килограмм благодаря улучшенным характеристикам. Арсенид галлия, выращенный в космосе, будет востребован в самых высокотехнологичных и чувствительных областях: в оборонных системах, радарах, спутниковой связи, электронной войне и ракетных системах наведения. Это создает устойчивый спрос и открывает возможности для развития экспорта российских высокотехнологичных материалов.
Развитие этого направления стимулирует и смежные отрасли. Космическая промышленность России насчитывает около 100 предприятий с 250 тысячами занятых. Создание орбитальных фабрик потребует новых рабочих мест в научных лабораториях, конструкторских бюро и сервисных компаниях, давая импульс для роста высокотехнологичных секторов экономики.
Заключение
Подводя итоги, можно говорить, что эксперимент «Экран-М» — это не просто успешный научный опыт. Это стратегическая инициатива, способная определить технологическое лицо России в XXI веке.
Он открывает путь к созданию уникальных материалов с характеристиками, недостижимыми на Земле, формирует новый очень доходный рынок и укрепляет позиции страны как глобальной космической державы.
Путь от экспериментального образца до промышленной орбитальной фабрики полон вызовов. Необходимо отработать технологию в различных режимах, масштабировать производство, решить проблему высокой стоимости запусков и преодолеть кадровый дефицит. Но сам факт того, что Россия первой в мире вышла на этот путь, не имея действующих конкурентов, говорит о многом.
- Антон Рыбаков
- techspot.com, mail.ru, ixbt.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Что случится с Сибирью к 2080 году: прогноз красноярских ученых и эксперта NASA
Арбузы вместо мерзлоты, большая ложка дегтя и открытый финал — в одном из самых обстоятельных исследований о будущем России...
В морском льду Антарктиды протаяла дыра площадью с Португалию. Теперь ученые знают, почему
Эксперты говорят: сбой ледового ритма опасен для Мирового океана и планеты в целом...
За 320 миллионов лет Земля как минимум 4 раза опрокидывалась набок
Поразительное, но такое заваливание идет прямо сейчас. И геологи рассказали, как и почему это происходит...
Раскрыта 217-летняя тайна: искусственный интеллект взломал зашифрованное письмо Наполеона
Нейросети последних лет — это реальный прорыв: только за несколько недель было вскрыто более 30 безнадежных шифров...
Почти детективная история: в Ленобласти обнаружен самый большой клад серебра за всю историю
Среди находок две уникальные монеты, которых всего четыре в мире, включая, а также языческие вороны Одина… среди православных крестов...
Он помогал нести крест Христу: надпись на саркофаге проливает свет на библейского персонажа
2000-летний гроб был найден еще 1941 году, но ученые до сих пор не пришли к какому-то общему мнению. Почему?...
40 000-летний подводный город нашли в Турции: почему официальная наука против такой даты?
Интересно, что древний объект находится недалеко от горы Арарат, где прямо сейчас ищут легендарный Ноев ковчег...
Искусственная гравитация: ученые рассказали, появится ли вообще главная фишка из фантастических фильмов в космосе
Космические инженеры знают три способа обмануть невесомость. Но пока рабочий из них только один, да и то есть нюансы...
Кита лечили тем, от чего обычно умирают: этот эксперимент изменил медицину
Одиннадцатилетняя белуха угасала от неизлечимой болезни, и тогда ученые пошли на рискованные опыты...
Искусственный интеллект «ненавидит»… белых мужчин: новое исследование еще раз подтвердило западный тренд
Появление нейросетей значительно ухудшило положение одной из групп белого населения в Америке и Европе...
100-летняя страшная история с черепами у древнеегипетских гробниц наконец-то прояснилась
Неожиданно оказалось, что человеческие жертвоприношения 5000 лет назад совершались совсем не так, как описано в древних табличках...
Аура цвета индиго: как появился этот феномен и кем в итоге стали уникальные дети
Их называли будущим человечества, но чуда не случилось. Разбираемся, почему так произошло...
Тайна Мертвого моря: что «кипятит» водоем изнутри, рассказали ученые
Оказалось, что в кристалликах соли скрыта история прошедших эпох...
Главный поджигатель в истории Австралии: почему ученые обвиняют капитана Джеймса Кука в постоянных мегапожарах на Зеленом континенте?
Воскрешение традиции, которую сломали британские колонизаторы, поможет «потушить» Пылающую Австралию...
Секрет марсианского «невозможного» облака-призрака наконец-то разгадан
Как оказалось, на Красной планете работает физика, которая на Земле считалась чистой теорией...