космический аппарат

Формула изобретения

КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ, содержащий солнечные батареи, двигательную установку и возвращаемый аппарат, включающий парашютную систему мягкой посадки, приборный контейнер и технологическую установку для производства полупроводниковых материалов, в камере которой расположены два фоновых нагревателя и зонный нагреватель, установленный с возможностью перемещения вдоль помещаемого в камеру обрабатываемого образца, отличающийся тем, что технологическая установка снабжена регулируемым охладителем, соединенным с зонным нагревателем и с возможностью их совместного перемещения вдоль обрабатываемого образца, а также отражательными экранами, охватывающими зонный и фоновые нагреватели, последние из которых расположены снаружи зонного нагревателя и неподвижно закреплены в камере установки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к космической технике, а именно к космическому материаловедению, получению полупроводниковых материалов в условиях космического пространства.

Наиболее близким решением из известных является космический аппарат, содержащий солнечные батареи, двигательную установку и возвращаемый модуль, включающий парашютную систему мягкой посадки, приборный контейнер и технологическую установку для производства полупроводниковых материалов, в камере которой расположены два фоновых нагревателя и зонный нагреватель, установленный с возможностью перемещения вдоль помещаемого в камеру обрабатываемого образца.

Недостатком указанного космического аппарата является большая удельная мощность энергопотребления.

Технической задачей изобретения является снижение энергозатрат космического аппарата.

Данная техническая задача решается за счет того, что в космическом аппарате, содержащем солнечные батареи, двигательную установку и возвращаемый модуль, включающий парашютную систему мягкой посадки, приборный контейнер и технологическую установку для производства полупроводниковых материалов, в камере которой расположены два фоновых нагревателя и зонный нагреватель, установленный с возможностью перемещения вдоль помещаемого в камеру обрабатываемого образца, технологическая установка снабжена регулируемым охладителем, соединенным с зонным нагревателем с возможностью их совместного перемещения вдоль обрабатываемого образца, а также отражательными экранами, охватывающими зонный и фоновые нагреватели, последние из которых расположены снаружи зонного нагревателя и неподвижно укреплены в камере установки.

На фиг. 1 изображен космический аппарат, общий вид; на фиг.2 - возвращаемый модуль космического аппарата; на фиг.3 - технологическая установка возвращаемого модуля.

Космический аппарат состоит из двигательной установки 1, силовой фермы 2, панелей солнечных батарей 3 и возвращаемого модуля 4. Возвращаемый модуль включает корпус 5, покрытый теплозащитной оболочкой 6, технологическую установку 7, приборный контейнер 8 и парашютную систему мягкой посадки 9.

Технологическая установка представляет собой теплоизолированную камеру 10, в которую неподвижно устанавливается подлежащий перекристаллизации образец 11. Установка снабжена фоновыми 12 и зонным 13 нагревателями. Фоновые нагреватели 12 расположены снаружи зонового нагревателя 13 и неподвижно укреплены в камере 10. Для регулирования температуры в зоне кристаллизации за зонным нагревателем 13 устанавливается регулируемый охладитель 14, который вместе с зонным нагревателем совершает движение вдоль обрабатываемого образца 11. Для уменьшения потерь тепла через наружную поверхность установки, зона нагрева окружена теплоотражательными экранами 15 с высоким коэффициентом отражения тепла и слоями экранно-вакуумной изоляции 16. Для предотвращения перегрева установки она защищена охлаждающей рубашкой 17.

Технологическая установка космического аппарата работает следующим образом.

В установку автоматически загружается подготовленный заранее на Земле и запаянный в кварцевую ампулу образец 11, подлежащий обработке. Затем фоновым нагревателем 12 образец разогревается до температуры, близкой к температуре плавления образца. Вслед за этим включается зонный нагреватель 13, который прогревает узкую зону кристалла до температуры плавления. Для проплавления всего образца зонный нагреватель перемещается вдоль образца. Для того, чтобы начался процесс кристаллизации, необходимо создать в зоне кристаллизации температуру ниже температуры плавления и обеспечить поддержание ее на постоянном уровне, что и позволяет осуществить регулируемый охладитель 14, по которому с определенным расходом циркулирует охлаждающая жидкость. Охладитель перемещается вслед за зонным нагревателем 13. После завершения процесса кристаллизации полученный монокристалл охлаждается посредством отвода тепла охлаждающей жидкостью через охлаждающую рубашку 17.