Un médecin vietnamien a trouvé un moyen de réduire la chaleur des matériaux pour protéger les engins spatiaux

Le Dr Le Thi Quynh Trang et des scientifiques japonais ont trouvé une méthode permettant de réduire le flux de chaleur sur les matériaux afin de protéger la surface des engins spatiaux et des satellites.

Les travaux ont été publiés dans Nature par le Dr Trang, de l'Institut de recherche et de développement de haute technologie de l'Université Duy Tan, et des professeurs du Japon. Les chercheurs pensent que la réduction de la chaleur du flux d’électrons et d’ions est l’un des problèmes importants contribuant à la protection des surfaces des satellites et des engins spatiaux.

S'adressant à VnExpress , le Dr Trang a déclaré que lorsque les électrons et les ions sont à des températures élevées, ils se déplacent facilement et entrent en collision avec les surfaces métalliques. En conséquence, la surface du métal peut être détruite. L’équipe a utilisé un champ magnétique externe, créé par un courant électrique traversant un fil chauffant. Un modèle d'écoulement de plasma, composé d'électrons et d'ions dans une petite région, est établi en utilisant deux dimensions spatiales et trois coordonnées de vitesse pour déterminer l'effet du filament sur les particules et le flux de chaleur.

*La simulation du plasma est limitée par le vide. Photo : Équipe de recherche*

Le Dr Trang a déclaré qu'en simulant le mouvement des particules de plasma au bord du tokamak, le groupe a découvert que le champ magnétique peut modifier la direction et l'intensité du flux de chaleur car les électrons et les ions se déplacent autour des lignes de champ magnétique. En particulier, les champs magnétiques concentrés (champs magnétiques dont l'amplitude est maximale dans la région centrale et qui diminue rapidement dans les régions éloignées du centre) ont la capacité de former des miroirs magnétiques. Ces miroirs aident à retenir la plupart des particules de plasma lors de leur passage et permettent uniquement aux particules ayant des vitesses suffisamment élevées pour traverser les miroirs de se déplacer vers l'extérieur. Ainsi, le flux de particules à haute énergie est réduit avant de toucher la surface métallique.

Expliquant l’utilisation du fil chauffant dans l’étude, le groupe a déclaré que le champ magnétique créé par un fil est inversement proportionnel à la distance du fil ; plus on s'éloigne du fil, plus le champ magnétique est faible. En d’autres termes, le fil peut générer un champ magnétique concentré. L’utilisation de rayons électriques peut modifier la structure du champ magnétique du système de l’appareil, affectant ainsi la direction du flux de particules. Après une étude minutieuse, l’équipe a conclu que le flux de chaleur élevé était considérablement réduit sur les surfaces métalliques lors de l’utilisation d’étincelles électriques.

*Le vaisseau spatial Crew Dragon utilise des matériaux avancés pour protéger sa surface. Photo : SpaceX.*

Le Dr Trang a déclaré que les résultats de la recherche jouent un rôle important et peuvent devenir un candidat potentiel pour réduire le flux de particules à haute énergie vers les surfaces métalliques, jouant ainsi un rôle dans la protection des surfaces des satellites et des engins spatiaux contre les flux d'ions et d'électrons à haute énergie. Elle prédit avec optimisme que cette méthode de recherche a le potentiel d’être bientôt appliquée dans la pratique. « Le groupe poursuivra ses recherches sur la faisabilité de la méthode proposée lors de sa mise en pratique », a déclaré le Dr Trang.

De nombreux scientifiques poursuivent des recherches visant à trouver de nouveaux matériaux et solutions de protection de surface pour les engins spatiaux et les satellites. La NASA a déjà utilisé un bouclier thermique recouvert d'un matériau en fibre de carbone pelable pour empêcher les vaisseaux spatiaux transportant des humains vers Mars de brûler à leur retour sur Terre.

En 2021, des chercheurs chinois ont développé un nouveau type de film nanocomposite en polyimide à double couche qui peut être utilisé pour protéger plus efficacement les surfaces extérieures des engins spatiaux.

Comment (0)