Axiom Space proponuje produkcję półprzewodników w kosmosie

Axiom Space, amerykańska firma specjalizująca się w misjach kosmicznych, zaproponowała innowacyjny pomysł produkcji ultraczystych materiałów półprzewodnikowych w przestrzeni kosmicznej. Choć mikro-grawitacja i próżnia niskiej orbity okołoziemskiej oferują unikalne możliwości technologiczne, wysokie koszty transportu ładunku na niską orbitę (LEO) stawiają pod dużym znakiem zapytania opłacalność tego przedsięwzięcia.

Amerykańska firma Axiom Space, specjalizująca się w misjach kosmicznych i będąca jedynym komercyjnym podmiotem posiadającym moduły połączone z Międzynarodową Stacją Kosmiczną (ISS), zaproponowała produkcję materiałów półprzewodnikowych w przestrzeni kosmicznej. Podczas niedawnej wizyty w Tajwanie przedstawiciele Axiom Space przedstawili pomysł wytwarzania ultraczystych kryształów w warunkach mikrograwitacji i próżni niskiej orbity okołoziemskiej (LEO).

Dr Koichi Wakata, dyrektor technologiczny Axiom Space na region Azji i Pacyfiku oraz były dowódca ISS, podkreślił, że środowisko mikrograwitacji i próżni kosmicznej sprzyja wzrostowi kryształów o minimalnych defektach, co jest trudne do osiągnięcia na Ziemi z powodu wpływu grawitacji i zanieczyszczeń atmosferycznych.

Axiom Space zaproponował więc tajwańskim firmom współpracę przy eksperymentach na ISS, z planami przeniesienia produkcji na własną komercyjną stację kosmiczną po 2030 roku. Jednakże, mimo potencjalnych korzyści technologicznych, przedsięwzięcie to budzi poważne wątpliwości ekonomiczne.

Obecnie koszt wyniesienia 1 kg ładunku na niską orbitę okołoziemską (LEO) wynosi od kilku do kilkunastu tysięcy dolarów, w zależności od używanej technologii. Przykładowo, oferta SpaceX (Falcon 9R) to około 2 700 dolarów za kilogram. Nowsze technologie, takie jak rakieta Falcon Heavy 2R, mogą obniżyć te koszty do około 1 700 dolarów za kilogram (to bardzo optymistyczne założenie).

“pure silicon crystal” by Dave Messina is licensed under CC BY 2.0.

Tu warto wspomnieć, że pojedynczy kryształ krzemowy, który służy do produkcji wafli 300 mm, waży około 260 kg. Należy więc na orbitę wynieść przynajmniej tyle substratów, aby mógł urosnąć i pomijamy przy tym wszelkie straty w procesie oraz całą resztę używanej chemii. Nie bez znaczenia jest też kruchość samego materiału, który przy lądowaniu (a nie jest ono miękkie), trzeba odpowiednio zabezpieczyć, aby przetrwał proces dostarczenia go na Ziemię.

Pomysł Axiom Space nie bierze też pod uwagę tego, że obecnie przemysł półprzewodnikowy osiągnął wysoki poziom optymalizacji procesów wzrostu kryształów, zapewniając równowagę między jakością a kosztami. Dopóki nie pojawi się zapotrzebowanie na ultraczyste materiały, które mogą być wytwarzane tylko w warunkach mikrograwitacji, produkcja w kosmosie pozostaje bardziej futurystyczną wizją niż realnym przedsięwzięciem ekonomicznym.