Une équipe de recherche a montré que leur nano-revêtement innovant, appelé Multifunctional Nanobarrier Structure (MFNS), peut réduire les températures de fonctionnement des structures qualifiées pour l’espace de 120 degrés Celsius à 60 degrés Celsius.
Grâce à son système d’application à température ambiante sur mesure, les chercheurs ont pu montrer qu’il est possible d’utiliser le MFNS avec les capteurs d’un vaisseau et des matériaux composites avancés.
Le professeur Ravi Silva, auteur correspondant de l’étude et directeur de l’Institut de technologie avancée de l’Université de Surrey, a déclaré :
« L’espace est un endroit merveilleux mais dangereux pour nous, les humains et d’autres structures créées par l’homme. Bien que les solutions déjà sur le marché offrent une protection, elles sont encombrantes et peuvent être restrictives en matière de contrôle thermique. »
« Notre nouvelle nano-barrière est capable non seulement de fournir une protection contre les rayonnements et la chaleur, mais également de récolter de l’énergie pour une utilisation ultérieure. »
Les engins spatiaux doivent tenir compte d’énormes variations d’illumination solaire et de rayonnement spatial pour s’assurer que leurs charges utiles fonctionnent comme prévu. La température de l’engin spatial est maintenue en équilibrant délicatement le rayonnement et les conditions météorologiques extérieures avec la chaleur produite à l’intérieur. L’oxygène atomique (AO) est créé lorsque les molécules d’oxygène se séparent, un processus facilité dans l’espace en raison de l’abondance des rayons ultraviolets (UV). L’AO réagit alors avec les surfaces organiques des engins spatiaux et les dégrade.
Le MSFN se compose d’une couche tampon en poly (p-xylylène) et d’une couche de super-réseau de carbone de type diamant pour lui donner une plate-forme ultra-stable mécaniquement et écologiquement.
Cela signifie que le MSFN est capable de protéger un vaisseau contre les rayonnements AO et UV. Sa nature diélectrique (transparente sur une large gamme de fréquences radio) signifie qu’il peut également être appliqué sur des charges utiles et des structures très sensibles, telles que des antennes, sans interférer de manière significative avec les performances.
Fait intéressant, l’équipe a découvert qu’il était possible de modifier la quantité d’AO et d’UV qu’un engin peut absorber et récolter lorsqu’un engin est en orbite terrestre basse.
Paolo Bianco, Global R&T Cooperation Manager chez Airbus Defence and Space, a déclaré : « Notre recherche collaborative avec l’Université de Surrey s’est à nouveau révélée fructueuse avec ce dernier développement d’un revêtement pour protéger les satellites en orbite.
Le professeur Silva a conclu : « L’Université de Surrey entretient un partenariat long et productif avec Airbus. Qu’il s’agisse de développer des nanostructures de pointe pour aider à protéger les engins spatiaux ou de produire des propulseurs spatiaux électriques de pointe avec le Surrey Space Center, il s’agit d’une relation dont notre région et même le pays devraient être fiers. »
L’étude a été publiée dans ACS Nano.
Plus d’information:
Michal Delkowski et al, Nanostructures multifonctionnelles avec bande interdite contrôlable donnant une émissivité infrarouge hautement stable pour une gestion thermique intelligente, ACS Nano (2023). DOI : 10.1021/acsnano.2c09737