Технология выращивания эпитаксиальных плёнок по методу молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) в наземных высоковакуумных установках отличается сложностью проведения подготовительных операций и длительностью этого процесса. Существующая наземная технология МЛЭ подошла в настоящее время к пределу своих технических возможностей.

Серьезным ограничением наземной технологии является ограниченность объема, в котором создается сверхвысокий вакуум. Переход к подложкам все большего диаметра (вплоть до 300 мм) в случае использования вакуумных технологий требует построения вакуумных систем с характерными размерами несколько метров. При необходимой степени разряжения, достигающей 10^-8 Па, стоимость такой установки с учетом сверхпроизводительных средств откачки может достигать сотни миллионов долларов.

В этой связи достаточно логичной и привлекательной становится идея использования вакуума околоземного космического пространства, как новой технологической среды для МЛЭ, в условиях орбитального полёта. К основным факторам, благоприятствующим реализации процессов МЛЭ на космических аппаратах при их полёте на околоземных орбитах по сравнению с условиями в рабочих камерах наземных установок МЛЭ, относятся следующие:

- неограниченная скорость откачки газовых и паровых компонент пучка осаждаемых веществ при уровне вакуума в рабочей зоне, недостижимом в наземных установках МЛЭ, и возникающие в связи с этим уникальные возможности для использования легко-летучих токсичных газов (арсины, фосфины, металло-органические соединения) в качестве исходных материалов для синтеза эпитаксиальных плёнок без загрязнения окружающей среды (эти соединения быстро разлагаются на безопасные компоненты под действием ионизирующего солнечного излучения);

- возможности существенного пространственного удаления элементов технологической оснастки от зоны эпитаксиального роста и отсутствие стенок рабочей камеры, что позволит увеличить количество независимых индивидуальных источников осаждаемых веществ и получить сверхрезкие гетеропереходы и границы раздела между эпитаксиальными слоями, а также формировать мультислойные структуры, содержащие большое количество разнородных слоёв;

- возможности значительного увеличения отношения расстояния от подложки до источника осаждаемого вещества к диаметру подложки (это отношение служит основным параметром, определяющим максимально допустимый диаметр подложки из условия обеспечения однородности наращиваемых слоёв по её площади);

Таким образом, молекулярно-лучевая эпитаксия, реализованная в условиях полёта в околоземном космическом пространстве, может иметь явные преимущества перед земными аналогами, где основные эксплуатационные трудности обусловлены сложным вакуумным оборудованием, не обеспечивающим достаточной чистоты, воспроизводимости и требуемых уровней разрежения в рабочей камере.

Разрабатываемые электронные блоки (представлены ниже) позволяют управлять вакуумно-механической аппаратурой молекулярно-лучевой эпитаксии для КЭ «Экран-М» без вмешательства космонавтов, как в условиях внутри герметичных отсеков многоцелевого лабораторного модуля международной космической станции, так и в условиях открытого космоса.