W 1986 roku naukowcy z uniwersytetu w Houston zastanawiali się podczas lunchu, co jeszcze można badać w warunkach próżni kosmicznej. Piętnaście lat później dzięki ich staraniom powstało laboratorium na orbicie, a zyski z badań mogą sięgać miliardów dolarów rocznie. W planach jest na przykład przesyłanie energii słonecznej z Księżyca na Ziemię, co dla Houtson może oznaczać setki milionów dolarów zysku.

Centrum Epitaksji w Próżni Kosmicznej (Space Vacuum Epitaxy Center – SVEC) świętuje w październiku tego roku piętnastolecie swojej działalności. Powstało w 1986 roku z funduszy NASA aby rozwinać i skomercjalizować produkcję nowego rodzaju materiałów powstałych w próżni kosmicznej. Od tamtej pory naukowcy rozwinęli 15 nowych technologii, opublikowali ponad 450 prac naukowych i otrzymali ponad 80 milionów dolarów dotacji, które przełożyły się na setki milionów dolarów wpływów do lokalnego budżetu.

Jednym z pierwszych kosmicznych projektów SVEC było Wake Shield Facility, laboratorium, które trzy razy wynoszono na ziemską orbitę. Badano tu, w jaki sposób można wykorzystać próżnię kosmiczną do wytwarzania nowych materiałów, które znajdą zastosowanie w produkcji komputerów, laserów i baterii słonecznych.

Obecnie SVEC prowadzi ponad 12 bardziej “ziemskich” projektów, zatrudnia około 30 naukowców i 30 studentów i otrzymuje prawie 5 milionów dolarów rocznie z funduszy NASA, agencji federalnych i stanowych, przedsiębiorstw i uniwersytetu.

Badania SVEC opierają się na procesie epitaksji. Dzięki tej technice w pozbawionej zanieczyszczeń prawie absolutnej próżni można budować nowe materiały wręcz atom po atomie. W ten sposób można uzyskać bardzo cienkie warstwy materiału, co ma wiele zastosowań komercyjnych.

SVEC jest włąścicielem 13 patentów. Na bazie Centrum powstały dwie nowe firmy. Applied Optoelectronics produkuje lasery na podczerwień między innymi na użytek telekomunikacji. Metal Oxide Technologies powstało aby w komercyjnych ilościach produkować nowy typ drutu elektrycznego, który nie nagrzewa się i nie powoduje spadku efektywności przesyłania prądu. Drut ten może transportować prąd sto razy większy niż normalny drut miedziany. Produkcja ma ruszyć w 2003 roku. Potencjalne zyski i możliwości są ogromne.

Obecnie fizycy SVEC pracują nad nowym rodzajem baterii słonecznych, urządzeń, które transformują energię słoneczną na elektryczną. Wykorzystanie studni kwantowych ma doprowadzić do poprawnienia sprawności tych baterii. Podczas gdy najlepsze obecnie silikonowe baterie słoneczne, jak te użyte na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), mogą przetworzyć 12,5 procent dostarczonej energii słonecznej, nowe baterie słoneczne mają osiągać sprwaność 35 procent.

Będą mogły być użyte do zaopatrywania w prąd zarówno domów jak i satelitów. Zaopatrzone w nowe baterie satelity będą mogły obsługiwać nawet do trzech razy więcej klientów niż dotychczas. Baterie mają też być bardziej odporne na obecne w przestrzeni kosmicznej promieniowanie.

Przedmiotem badań jest też stworzenie technologii umożliwiającej przechwytywanie energii słonecznej na Księżycu i przesyłanie jej na Ziemię za pomocą mikrofal do użycia w celach komercyjnych. Panele słoneczne na Księżycu mogłyby być obsłgiwane przez roboty, przy użyciu znajdujących się tam surowców. Energia otrzymana z kilku mil kwadratowych takich paneli wystarczałaby do utrzymania dużej kolonii księżycowej. Technologia taka może się rozwinąć w ciągu najbliższych 30 lat.

Autor

Anna Marszałek