Technologie de vide pour les applications spatiales Contribuer à la recherche spatiale de demain
De nombreux produits que nous utilisons quotidiennement ont vu le jour grâce à des missions spatiales.
Mais ce sont les recherches futures qui auront le plus d'impact sur l'humanité. Ce n'est pas un hasard si les objectifs principaux de la recherche spatiale reflètent certains des enjeux majeurs pour l'humanité :
- Comment trouver le moyen de créer des sources d'énergie abondantes, puissantes et propres ?
- Découvrir d'autres planètes : pourraient-elles être habitables ?
- Etendre nos connaissances sur la science, l'astrobiologie et les origines de l'univers
- Développer de nouvelles technologies, médecines et infrastructures pour améliorer la qualité de vie des générations futures
Cependant, ces connaissances ont un coût : les missions spatiales sont extrêmement coûteuses et se déroulent dans les environnements les plus difficiles connus à ce jour. C'est pourquoi il est essentiel que chaque composant et procédé utilisé dans l'espace soit rigoureusement testé. La correction des défaillances après le lancement est souvent impossible et toujours très coûteuse.
Notre technologie de vide simule des conditions spatiales sur terre, permettant de réaliser de nombreux tests nécessaires ici... pour une utilisation là-bas.
Exemples de tests spatiaux avant le lancement qui ont lieu de nos jours
Bon nombre des systèmes de vide que nous élaborons et construisons sont conçus sur mesure pour leur utilisation. Voici quelques exemples de tests classiques pour des missions spatiales dans lesquels notre technologie est utilisée.
- Test de propulsion électrique et de propulseur
- Chambres à vide thermique
- Revêtement des miroirs du télescope
- Refroidissement des détecteurs du télescope
- Dégradation de la masse et étuvage sous vide
Test de propulsion électrique et de propulseur
Permet de tester les propulseurs sur de longues périodes pour s'assurer qu'ils peuvent maintenir les niveaux de performance attendus et résister aux conditions spatiales pendant les missions de longue durée.
Chambres à vide thermique
La résistance aux températures extrêmes et aux radiations (lumineuses) doit être testée pour tous les composants qui seront utilisés dans l'espace. La plage de cyclage thermique des chambres à vide thermique (TVAC) est comprise entre 70 K et 400 K.
Revêtement des miroirs du télescope
L'application d'un nouveau revêtement sur les grands miroirs très sensibles en argent ou en aluminium doit être effectuée sous vide tous les 2 ans voire tous les ans. Cela est essentiel pour obtenir des performances optimales.
Refroidissement des détecteurs du télescope
Notre technologie cryogénique est utilisée pour permettre aux récepteurs optiques d'atteindre une température de seulement 4 K. Cela permet aux télescopes de sortir du domaine de la lumière visible et de détecter les ultraviolets, les rayons gamma et les micro-ondes.
Dégradation de la masse et étuvage sous vide
Les tests de perte de masse totale (TML) mesurent la dégradation des éléments dans les environnements spatiaux difficiles pour déterminer leur durabilité sur de longues périodes.
Permet de tester les propulseurs sur de longues périodes pour s'assurer qu'ils peuvent maintenir les niveaux de performance attendus et résister aux conditions spatiales pendant les missions de longue durée.
La résistance aux températures extrêmes et aux radiations (lumineuses) doit être testée pour tous les composants qui seront utilisés dans l'espace. La plage de cyclage thermique des chambres à vide thermique (TVAC) est comprise entre 70 K et 400 K.
L'application d'un nouveau revêtement sur les grands miroirs très sensibles en argent ou en aluminium doit être effectuée sous vide tous les 2 ans voire tous les ans. Cela est essentiel pour obtenir des performances optimales.
Notre technologie cryogénique est utilisée pour permettre aux récepteurs optiques d'atteindre une température de seulement 4 K. Cela permet aux télescopes de sortir du domaine de la lumière visible et de détecter les ultraviolets, les rayons gamma et les micro-ondes.
Les tests de perte de masse totale (TML) mesurent la dégradation des éléments dans les environnements spatiaux difficiles pour déterminer leur durabilité sur de longues périodes.
Quelles technologies de vide pour quels tests spatiaux ?
| Pompes à vide primaires | Pompes turbo | Pompes cryogéniques | Refroidissement cryogénique | Chambre sur mesure | |
| Test de propulsion/propulseur | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | |
| Test de chambre à vide thermique | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| Dégradation de masse et étuvage | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| Revêtement des miroirs du télescope | ✔ | ✔ | |||
| Refroidissement des miroirs du télescope | ✔ | ✔ | ✔ |
Chez Leybold, nous sommes l'un des seuls fournisseurs de technologies de vide à proposer une gamme complète de produits.
Bien que notre portefeuille soit vaste et diversifié, les solutions que nous proposons à l'industrie spatiale se répartissent en 5 catégories d'équipements distinctes.
Pompes à vide primaires
Ces pompes sont utilisées pour réduire les plages de pression, de la pression atmosphérique à 1e-2 mbar, selon le type de pompe utilisé.
Pour les excavations avec chambre de volume moyen à grand, il est généralement nécessaire d'utiliser des pompes à haut débit telles que :
Pour les chambres de volume plus petit, les options les plus adaptées sont les suivantes :
Vide poussé (HV)
Les plages de pression de vide poussé (HV) sont généralement obtenues dans l'industrie spatiale à l'aide de pompes turbomoléculaires. Les pompes de notre vaste gamme sont disponibles en différentes tailles et vitesses de pompage, avec des variantes qui s'adaptent aux applications spécifiques.
Technologie cryogénique
La technologie cryogénique se compose de 3 éléments clés qui peuvent être configurés de différentes manières pour remplir différents objectifs :
- Les têtes froides COOLPOWER e et les compresseurs d'hélium COOLPAK e peuvent être utilisés en combinaison pour créer des systèmes de réfrigération/refroidissement cryogéniques.
- Les pompes à vide cryogéniques COOLVAC e fournissent un ultravide (UHV) jusqu'à 10 000 l/s. Elles sont souvent utilisées conjointement avec les éléments COOLPOWER e et COOLPAK e pour des processus spécifiques.
Chambres à vide et systèmes de vide
Nos chambres à vide UNIVEX créent l'espace où les tests ont lieu. Certaines chambres sont suffisamment grandes pour accueillir un engin spatial entier, tandis que d'autres sont conçues pour des éléments individuels.
En plus de simuler le vide spatial, certaines, comme la TVAC, recréent des variations de températures extrêmes, tandis que la TML mesure la perte de masse sur de longues périodes dans des conditions difficiles.
Bon nombre de nos systèmes UNIVEX sont conçus sur mesure pour répondre aux exigences de projets spécifiques.
Mesure et instruments
La construction d'un véritable système de vide clé en main nécessite également l'installation de technologies de mesure et de contrôle telles que des capteurs, des jauges et des transmetteurs, ainsi que des analyseurs de gaz résiduels et des systèmes de détection de fuites. En outre, nous fournissons tous les types de vannes, raccords et brides qui relient notre technologie.
L'avenir de la recherche spatiale
Systèmes de vide clé en main parfaitement équilibrés, construits pour des usages très spécifiques, dans une large gamme de solutions de vide.
La construction de systèmes sur mesure est un principe fondamental dans le développement de toutes les technologies que nous destinons au secteur de l'espace.
A mesure que les ambitions et les exigences techniques des futurs projets évoluent, la technologie qui permet la recherche spatiale change également. Ces futurs projets ne portent plus seulement sur les spécificités du lancement, de la mise en orbite et de l'entrée dans l'atmosphère. Les nouveaux domaines de recherche comprennent :
Exploration de l'espace lointain
Développer nos connaissances sur les planètes et galaxies au-delà de notre système solaire, sur les événements qui ont eu lieu peu après le big bang et comprendre les origines de l'univers.
Recherche sur les exoplanètes
Rechercher des planètes qui seraient habitables ou pourraient l'avoir été. Cela implique à la fois la recherche d'une vie extraterrestre et l'étude de la faisabilité d'une future colonisation interplanétaire.
Astrobiologie
Comprendre le fonctionnement de l'univers, à l'échelle macro- et microbiologique, et développer nos connaissances générales. Les recherches dans ce domaine contribueront directement aux futures missions.
Exploitation minière des astéroïdes
On estime que des sources quasi illimitées de ressources naturelles et d'éléments essentiels existent sur les astéroïdes. Leur accès permettrait d'importantes opportunités économiques et environnementales et pourrait fournir de nouvelles sources d'énergie pour de futures missions.
Gestion des débris spatiaux
Avec un nombre exponentiel de lancements de satellites prévus dans les décennies à venir, augmentant le nombre d'objets dans l'espace, plusieurs projets ont été prévus pour commencer à éliminer les débris en orbite autour de notre planète.
Colonisation interplanétaire
Comprendre si d'autres planètes pourraient être habitables, comment nous pourrions nous y rendre, comment nous construirions l'infrastructure requise et comment nous nous approvisionnerions en nourriture et en énergie nécessaires pour permettre la vie.
Contribuer à un avenir positif grâce au vide
La collaboration et l'innovation sont intrinsèquement liées. Depuis 1850, nous concevons et construisons chez Leybold des solutions de vide qui permettent aux projets scientifiques, industriels et de recherche et de développement (R&D) d'élaborer la technologie de demain.
Discutez avec notre équipe : nos systèmes clés en main et sur mesure peuvent nous permettre de mener à bien notre prochaine mission !
Vide poussé, vide très poussé et vide poussé extrême : les principes fondamentaux
Téléchargez notre e-Book pour comprendre les défis associés à la réalisation et au travail avec un vide poussé, un vide très poussé ou un vide poussé extrême et les éléments à prendre en compte.
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- Applications connexes
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