Репортаж от Wedoany，Британская компания Space Forge занимается выращиванием кристаллов полупроводников в условиях микрогравитации на орбите и планирует вернуть первые космические кристаллы на Землю в конце 2026 года. Генеральный директор компании Джошуа Уэстон (Joshua Western) заявил, что производство в космосе может повысить чистоту кристаллов соединений полупроводников в три-пять раз, а чипы, изготовленные из таких материалов, могут уменьшить размер, вес и энергопотребление конечных систем до 60%.
Концепция выращивания кристаллов в космосе восходит к периоду холодной войны. 24 января 1974 года в ходе миссии Skylab IV на орбите были выращены кристаллы серебра массой 1 и 5 граммов методом электрохимического осаждения. Командир миссии полковник Джеральд Карр (Col. Gerald Carr) отметил, что эти космические кристаллы обладают более совершенной микрокристаллической структурой. В исследовательском отчете 1976 года указывалось, что различия в осаждении, конвекции и плавучести в условиях микрогравитации обеспечили кристаллам более однородный размер и структуру.
Это историческое исследование является научной основой, на которую ссылается Space Forge. Компания привлекла 22,6 млн фунтов стерлингов (30,5 млн долларов США) в рамках раунда финансирования серии A, возглавляемого Инновационным фондом НАТО (NATO Innovation Fund) при участии World Fund и Британского банка бизнеса (British Business Bank). Это крупнейший раунд финансирования серии A в истории британской космической отрасли. Первый производственный спутник компании ForgeStar-1 был запущен 23 июня 2025 года и успешно самостоятельно генерировал плазму на орбите в декабре того же года.
С физической точки зрения, кристаллы, выращенные в условиях микрогравитации, имеют более однородный размер и структуру, что позволяет получать «более чистые» кристаллы. После возвращения на Землю эти космические кристаллы могут использоваться в качестве затравок для выращивания примерно десяти поколений более качественных новых наземных кристаллов. Уэстон на конференции по орбитальному обслуживанию, сборке и производству в Великобритании (ISAM 2025), проходившей в Белфасте в 2025 году, предположил, что это число может быть эквивалентно «примерно 100 миллионам чипов за один полет».
Space Forge четко заявляет, что не стремится конкурировать с кремниевыми CMOS-технологиями в условиях ажиотажа вокруг ИИ. Главный инженер по химическому осаждению из паровой фазы компании доктор Эндрю Гриффитс (Dr. Andrew Griffiths) объяснил, что технология кремниевых CMOS уже достигла высокой степени зрелости, и ключевым фактором является масштабирование процесса, а не чистота кристаллов. «Настоящий прорыв космического производства заключается в соединениях и широкозонных полупроводниках, где чистота материала по-прежнему является жестким ограничением производительности. Кристаллы, выращенные в космосе, открывают возможность для скачкообразных изменений. Даже небольшое количество сверхвысококачественного материала, такого как алмаз, благодаря его непревзойденным тепловым свойствам, может оказать огромное влияние».
Одним из основных узких мест в орбитальном производстве является возможность возврата. Дэйв Барнхарт (Dave Barnhart), генеральный директор и соучредитель другой компании по орбитальному обслуживанию Arkisys Inc., отметил, что в настоящее время возможности спуска ограничены несколькими килограммами, а также существуют проблемы с безопасным возвращением в атмосферу, посадкой и стоимостью. Space Forge использует новый тепловой экран под названием Pridwen, который рассеивает тепло за счет излучения, а не стандартной абляционной технологии, и уже прошел испытания в условиях микрогравитации во время полетов по параболической траектории.
31 декабря 2025 года Space Forge сообщила, что спутник ForgeStar успешно самостоятельно генерировал плазму на орбите с помощью системы микроволнового плазменного усиленного химического осаждения из паровой фазы (CVD). Система работала автономно под управлением бортового компьютера, точно контролируя микроволновую мощность, расход газа, давление в камере, временные параметры и выхлоп. Доктор Гриффитс заявил, что это доказывает, что «полноценная миниатюрная космическая фабрика, питаемая от солнечных батарей и аккумуляторов, способна самостоятельно генерировать контролируемую микроволновую плазму полупроводникового класса на орбите без вмешательства человека».
Space Forge планирует вернуть космические кристаллы на Землю в конце 2026 года, выпустив возвращаемую капсулу Pridwen после завершения восьмой цели миссии ForgeStar, однако не обещает предоставить рабочий прототип полупроводника в 2026 году. Долгосрочное видение компании заключается в создании специализированных орбитальных заводов, способных принимать сырье и производить готовые пластины, устраняя факторы, связанные с присутствием человека, которые мешают промышленным процессам.
Arkisys также продвигает свою программу «Порты» (Ports) — беспилотные складские станции для обслуживания на различных орбитах или планетах. Компания ожидает развернуть полноценную космическую станцию к 2030 году, оснащенную тремя-пятью портовыми модулями, поддерживающими 90-дневный рабочий цикл. Барнхарт считает, что ключом к крупномасштабной космической промышленности является зрелость логистической инфраструктуры.
Как получатель средств Инновационного фонда НАТО, Space Forge рассматривается как предприятие, производящее технологии двойного назначения. Руководитель отдела исследований материалов компании доктор Эд Смит (Dr. Ed Smith) заявил: «Поддержка и одобрение Space Forge со стороны Инновационного фонда НАТО подтверждают критическую важность и необходимость того, что мы создаем». В настоящее время компания сосредоточена на развитии возможностей производства материалов в космосе и открыта как для развития в качестве независимой компании, так и для поглощения с целью стать частью более крупной коммерческой экосистемы.
