Миллионы долларов за килограмм: разработана космическая фабрика критически важных кристаллов

Фото: @space

тестовый баннер под заглавное изображение

Компания Space Forge, расположенная в Кардиффе (Уэльс), достигла ключевой вехи на пути к созданию в космосе кристаллических “зачатков” сверхвысокого качества для производства полупроводников на Земле, где их можно было бы использовать в коммуникационной инфраструктуре, вычислительной технике и транспорте, сообщает CNN.

В июне 2025 года компания запустила на орбиту с помощью ракеты SpaceX заводской спутник ForgeStar-1 размером с микроволновую печь, который смог генерировать плазму — газ, нагретый до 1000 градусов Цельсия, — что позволило бы в будущем производить усовершенствованные кристаллы.

“Космос предлагает беспрецедентную промышленную базу по сравнению с Землей”, — говорит генеральный директор и соучредитель Space Forge Джошуа Вестерн.

Когда полупроводниковые материалы производятся в условиях микрогравитации, атомы, из которых они состоят, располагаются более равномерно, объясняет Вестерн. По его словам, космический вакуум снижает вероятность загрязнения, позволяя производить “полупроводниковые кристаллы, чистота которых в сотни, если не в тысячи раз выше по сравнению с теми, которые могут быть получены на земле”.

Сочетание более упорядоченной атомной структуры и меньшего количества примесей позволяет “значительно повысить” эффективность полупроводника, для изготовления которого используются кристаллы, объясняет соучредитель компании.

“ForgeStar-1 — это испытательный инструмент для производства”, — говорит Вестерн, добавляя, что Space Forge надеется отправить коммерческую производственную систему на орбиту в течение двух лет.

Компания стремится продавать свои материалы предприятиям, которым требуются полупроводники, способные работать на очень высоких мощностях. “Сейчас нашими основными рынками сбыта являются аэрокосмическая и оборонная промышленность, телекоммуникации и передача данных”, — говорит Вестерн.

Но на Земле для Space Forge существуют препятствия. “Регулирование, безусловно, было самой большой проблемой”, — говорит Вестерн. “Мы — компания, которая пытается сделать что-то, чего еще не существует”. Он говорит, что в то время, как ForgeStar-1 был построен всего за семь недель, получение лицензии на его запуск заняло два с половиной года.

И поскольку ни одна страна не обладает суверенитетом в космосе, неясно, как будут облагаться налогом материалы, возвращенные на Землю, констатирует Вестерн. “То, что было произведено, не было произведено в той стране, где оно приземлилось. Но и не было произведено ни в какой другой стране”.

Вопрос налогообложения — немаловажная проблема, учитывая ценность материалов, которые Space Forge надеется производить в космосе, указывает CNN.

По словам Вестерна, там, где компания будет производить высококачественные версии соединений, которые уже существуют на Земле, их стоимость может составлять всего несколько десятков миллионов долларов за килограмм. Но он добавляет, что производство в космосе “позволяет создавать сотни новых комбинаций материалов”, о которых ранее только предполагалось, и которые будут оцениваться “в десятки миллионов долларов”.

«Но будут ли компании готовы платить?» — задается вопросом CNN. Согласно анализу рынка, проведенному компанией «Делойт», мировой рынок полупроводников вырос на 22% в 2025 году и, как ожидается, к 2027 году достигнет объема в 1 трлн долларов, что в значительной степени обусловлено бумом инфраструктуры искусственного интеллекта.

“На самом деле именно для таких передовых технологий требуются материалы высочайшего качества”, — комментирует Джессика Фрик, бывший научный сотрудник лаборатории XLab Стэнфордского университета, которая специализируется на производстве как в космосе, так и для него, и которая не связана с Space Forge.

Фрик, которая является соучредителем Astral Materials, компании по производству космических материалов, базирующейся в США, говорит, что, несмотря на “растущий спрос на материалы сверхвысокого качества”, потенциальным производителям космических материалов необходимо зарекомендовать себя перед потенциальными покупателями.

“Пока промышленность не сможет продемонстрировать надежную отдачу этих материалов с низкой орбиты с высокой частотой вращения, барьер для внедрения будет очень высок”, — говорит она.

Джессика Фрик уверена, что с ростом числа запусков ракет частными компаниями, такими как SpaceX, доступность космоса будет только улучшаться. Но, по ее словам, график обратных рейсов на Землю, по которому космические компании-производители могли бы перевозить свои материалы и фабрики, значительно сокращен. “Доставка нашей продукции обратно на Землю — это серьезная проблема”, — говорит Фрик.

Тем не менее, учитывая нынешние темпы развития космической отрасли, она считает, что в течение пяти лет полеты на Землю могли бы осуществляться ежемесячно, указывает CNN.

Компания Space Forge разрабатывает теплозащитный экран, который будет использоваться для возвращения заводского спутника и материалов на Землю, функционируя подобно парашюту и защищая их от высоких температур, с которыми столкнется космический аппарат при возвращении в атмосферу Земли.

“Ее лучше всего описать как «Мэри Поппинс», но для космоса. По сути, это зонт космического класса, который раскрывается в конце миссии и позволяет нам эффективно возвращаться с орбиты на землю”, — говорит Вестерн. Он надеется, что эта технология станет шагом на пути к более быстрой и надежной доставке материалов обратно на Землю. Вестерн говорит, что полностью функционирующие заводы, которые планирует запустить Space Forge, будут размером примерно с большую стиральную машину и весом около 100 килограммов, и что каждый из них будет способен производить достаточное количество материала для 10 миллионов полупроводников в течение нескольких недель после запуска.

Запуск ForgeStar-1 обошелся в 250 000 фунтов стерлингов (342 000 долларов), и Вестерн говорит, что даже с учетом этих затрат стоимость производства кристаллов на начальной стадии их разработки в космосе сопоставима с затратами на земные процессы. Он добавляет, что солнечной энергии в космосе, которая будет питать фабрики, предостаточно и она “бесплатна”.

Старший заместитель декана Гарвардской школы бизнеса, автор статей о бизнесе и экономике космоса Мэтью Вайнзирл предупреждает, что на пути к производству в космосе существуют серьезные препятствия. Я не предвижу какой-либо широкомасштабной коммерческой целесообразности в следующем десятилетии”, — говорит он. Но он добавляет, что, поскольку затраты на эксплуатацию в космосе снижаются, “неизбежно”, что производство некоторых продуктов в космосе станет экономически целесообразным.

“Стоит поэкспериментировать с этими возможностями и инвестировать в них. Работая в космосе, мы можем научиться методам, которые никогда не освоили бы только в ходе наземных экспериментов”, — говорит Вайнзирл.

Вестерн сообщает, что на данный момент Space Forge привлекла капитал в размере 30 миллионов долларов от инвесторов по всему миру, включая Инновационный фонд НАТО. Он ожидает завершения миссии ForgeStar-1 через несколько месяцев, после чего компания впервые испытает свой теплозащитный экран в космосе. “Я надеюсь, что через 10 лет то, чем я занимаюсь, будет скучным”, — говорит Вестерн. “В тот день, когда кому-то скажут, что их телефон или ноутбук сделан с использованием космического чипа, и это их не обрадует, я буду знать, что мы добились успеха”.

Источник