В области физики экстремального состояния вещества будут проведены исследования по самораспространяющемуся высокотемпературному синтезу (экспериментальная программа «СВС», состоящая из 30 космических экспериментов). Целевой задачей экспериментальной программы является продолжение исследований влияния гравитации на механизмы «безгазового» горения и структурообразования продуктов СВС для получения тугоплавких материалов и композитов с мелкодисперсной однородной структурой, что востребовано как в ряде перспективных технологий материаловедения, так и для будущих технологий оперативного ремонта космической техники в условиях полёта. Объектами исследования в космическом эксперименте на борту КА «Фотон-М» №4 являются системы: Ti – Si, Ti – C, Ti – Si – C, TiZr(сплав) – B, TiZrAl(сплав) – B, TiNbAl(сплав) – B, TiNbTa(сплав) – B; NiAl – W, TiAl – W, SiO₂ – Mg, SiO₂ – Mg – Al. Постановщиком экспериментов является ФГБУН Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (ИСМАН), экспериментальная программа «СВС» подготовлена при участии специалистов ФГУП ЦНИИмаш.

Научная аппаратура СВС-ФМ состоит из:

• функционального блока СВС-ФМИ;
• блока питания и управления БПУ СВС-ФМ;
• межблочных кабелей;
• разъема-перемычки.

Блок аппаратуры СВС-ФМИ представляет собой полый цилиндр с установленными внутри тридцатью капсулами, в которых происходит химическая реакция, а также силовыми электронными узлами. Каждая из 30 капсул (в которой и проводится отдельный космический эксперимент программы «СВС») представляет собой герметичный цилиндрический корпус, состоящий из двух частей. В нижней части расположена керамическая втулка, в которой имеется вольфрамовая спираль. На спираль подается напряжение, раскаленная спираль инициирует химическую реакцию в шихте, по которой проходит фронт горения с образованием СВС-продукта. Время прохождения фронта – несколько секунд, окончательное формирование СВС-продукта длится до нескольких минут. Процессу синтеза подвергаются образцы вышеперечисленных систем, спрессованных в виде цилиндров из порошковых смесей. Диаметр цилиндров – 12 мм, высота – 11÷16 мм. 

Способ возвращения результатов космических экспериментов

Результаты КЭ возвращаются на Землю вместе с научной аппаратурой – это тридцать обработанных образцов и записанная на запоминающее устройство информация о характеристиках процессов. В полёте на Землю передаётся краткая телеметрическая информация о состоянии работы научной аппаратуры.