Une séquence temporelle d'auto-réparation en cours. Crédit image: ESA Cliquez pour agrandir
Construire un vaisseau spatial est un travail difficile. Ce sont des pièces d'ingénierie de précision qui doivent survivre dans l'environnement sans air de l'espace, où les températures peuvent osciller de centaines de degrés Celsius à des centaines de degrés sous zéro en quelques instants. Une fois un vaisseau spatial en orbite, les ingénieurs n'ont pratiquement aucune chance de réparer tout ce qui se casse. Et si un vaisseau spatial pouvait se réparer?
Grâce à une nouvelle étude financée par le programme d'études générales de l'ESA et réalisée par le département de génie aérospatial de l'université de Bristol, au Royaume-Uni, les ingénieurs ont fait un pas vers cette incroyable possibilité. Ils se sont inspirés de la nature.
«Lorsque nous nous coupons, nous n’avons pas à nous recoller, nous avons plutôt un mécanisme d’auto-guérison. Notre sang durcit pour former un sceau de protection pour la formation d'une nouvelle peau en dessous », explique le Dr Christopher Semprimoschnig, un scientifique des matériaux au Centre européen de recherche sur les technologies spatiales (ESTEC) de l'ESA aux Pays-Bas, qui a supervisé l'étude.
Il a imaginé de telles coupes comme analogues à l’usure des vaisseaux spatiaux. Des températures extrêmes peuvent provoquer l'ouverture de petites fissures dans la superstructure, tout comme les impacts des microméroïdes - de petits grains de poussière se déplaçant à des vitesses remarquables de plusieurs kilomètres par seconde. Au cours de la durée de vie d'une mission, les fissures s'accumulent, affaiblissant le vaisseau spatial jusqu'à ce qu'une défaillance catastrophique devienne inévitable.
Le défi pour Semprimoschnig était de reproduire le processus humain de guérison des petites fissures avant qu'elles ne puissent s'ouvrir à quelque chose de plus grave. Lui et l'équipe de Bristol l'ont fait en remplaçant quelques pour cent des fibres traversant un matériau composite résineux, similaire à celui utilisé pour fabriquer les composants des engins spatiaux, par des fibres creuses contenant des matériaux adhésifs. Ironiquement, pour rendre le matériau autoréparable, les fibres creuses devaient être constituées d'une substance facilement cassable: le verre. «Lorsque des dommages se produisent, les fibres doivent se casser facilement, sinon elles ne peuvent pas libérer les liquides pour remplir les fissures et effectuer la réparation», explique Semprimoschnig.
Chez l'homme, l'air réagit chimiquement avec le sang, le durcissant. Dans l'environnement sans air de l'espace, les veines mécaniques alternatives doivent être remplies de résine liquide et d'un durcisseur spécial qui s'échappent et se mélangent lorsque les fibres sont cassées. Les deux doivent être suffisamment coulants pour remplir les fissures rapidement et durcir avant de s'évaporer.
«Nous avons franchi la première étape, mais il reste au moins une décennie avant que cette technologie ne parvienne à un vaisseau spatial», explique Semprimoschnig, qui estime que des tests à plus grande échelle sont désormais nécessaires.
La promesse d'un vaisseau spatial auto-réparateur ouvre la possibilité de missions de plus longue durée. Les avantages sont doubles. Premièrement, doubler la durée de vie d'un vaisseau spatial en orbite autour de la Terre réduirait à peu près de moitié le coût de la mission. Deuxièmement, doubler la durée de vie des engins spatiaux signifie que les planificateurs de mission pourraient envisager des missions vers des destinations éloignées du système solaire qui sont actuellement trop risquées.
En bref, les vaisseaux spatiaux auto-réparateurs promettent une nouvelle ère de vaisseaux spatiaux plus fiables, ce qui signifie plus de données pour les scientifiques et des possibilités de télécommunications plus fiables pour nous tous.
Source d'origine: portail ESA
