Structures spatiales ultra-rapides
Ces structures sont fabriquées à partir d'un tissu en fibre de carbone et de polymères thermoplastiques, c'est-à-dire polymères adoucissables et adaptables au chauffage, qui, lors du refroidissement, sont régies et conservées la forme donnée. Les polymères thermoplastiques peuvent être chauffés, moulés et refroidis autant de fois que souhaité sans se détériorer, ce qui est nécessaire pour l'étude des matériaux spatiaux, car il est indispensable de réaliser des tests répétés.
Deux types de tissus, cinq polymères
Dans un projet mené au centre de recherche Inasmet-Tecnalia, avec le soutien de l'ESA et la participation d'autres institutions, deux types de tissus et cinq polymères ont été testés. Quant aux tissus, ils ont travaillé avec deux fibres de carbone de différentes caractéristiques mécaniques et grammages. En ce qui concerne les polymères, trois polymères commerciaux – polyamide, polyéthylène à haute densité et polypropylène – ont été analysés et deux autres formulés sur mesure – polyméthacrylate et polypropylène. Les trois premiers ont été achetés sous forme de film et les deux derniers ont été synthétisés à partir de monomères formulés sur mesure.
Pour la réalisation des tests, le tissu et le polymère sont combinés de différentes formes et les échantillons sont introduits dans l'autoclave à haute pression et température, sous vide, pour obtenir une imprégnation adéquate.
On a étudié si les échantillons d'Inasmet sont adoucis et durcis adéquatement lors du chauffage et du refroidissement. Des essais mécaniques, physiques, de pliage, de vieillissement, etc. ont été réalisés. Toutes les combinaisons possibles de tissu/polymère ont été analysées et, au vu des résultats, un tissu et un polymère, un de fibre de carbone des plus hautes caractéristiques et grammage, et un polymère policaprolactona ont été sélectionnés. Ce sont précisément eux qui se comportent le mieux dans des conditions spatiales.
Panneaux solaires
Après avoir sélectionné le matériau approprié, il fallait le tester. Pour cela, un générateur d'énergie solaire a été conçu. Le prototype se compose de plusieurs parties fixes: panneaux solaires expérimentaux enveloppants et une sorte de bras et de mât qui supporte la structure.
Ce mât est composé de polymères thermoplastiques. Il a plusieurs couches. À la base, il présente un tissu en fibre de carbone imprégné de polymères. Autour il y a un tissu chauffant pour chauffer et adoucir le polymère quand nécessaire. Chauffer jusqu'à environ 70ºC. À l'intérieur du tuyau, il y a un distributeur en plastique qui évite qu'en pliant le tuyau le tissu de base soit collé. Enfin, des couches de protection de l'environnement existent à l'extérieur.
Toute la structure est gardée pliée et donc envoyée à l'espace. Pour l'extension du prototype, le courant électrique est fourni au tissu chauffant qui ramollit le polymère. Puis l'air est pompé à l'intérieur du tube dans environ 0,3 barres. L'air gonfle la structure comme un ballon. Une fois gonflé, le courant électrique est interrompu et la structure est refroidie. Et lors du refroidissement, le polymère durcit et la structure est rigide. Alors il cesse de pomper le vent.
Ils ont montré que dans l'espace, sans gravité ni atmosphère, il est plus facile que sur Terre, dans une chambre spéciale qui simule ces conditions.
Selon Nerea Markaide, responsable du projet, « il semble léger et faible, mais il faut garder à l'esprit que dans l'espace il n'y a pas de gravité, pas de poids de l'air que nous avons sur Terre ». Pour tout cela, et après plusieurs calculs et essais, ils ont vu que la "faiblesse" est suffisante.
L'objectif d'Inasmet-Tecnalia a été de trouver le matériel adéquat dans un projet plus large de l'Agence spatiale européenne. Actuellement, l'utilisation du matériel est de la responsabilité de ESA.
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