Désorganiser les atomes, une arme fatale contre le froid. | Callum Wale via Unsplash
Désorganiser les atomes, une arme fatale contre le froid. | Callum Wale via Unsplash

Le «verre métallique» de la NASA pour résister au froid spatial

L'agence a mis au point un alliage aux propriétés exceptionnelles pour ses rovers frileux.

Le froid extrême règne sur certaines planètes du système solaire. Songez par exemple que les températures descendent à -133°C la nuit sur Mars, et que l'on ne dépasse pas les -162°C à l'équateur sur Europe, une lune de Jupiter.

Les petits robots explorant ces planètes sont donc mis à rude épreuve. Habituellement, les engrenages métalliques des rovers sont enfermés dans une boîte, surnommée «boîte de vitesse», qui est chauffée, afin de les protéger et de pouvoir les lubrifier correctement.

Le problème, bien sûr, est que cette opération consomme de l'énergie, une ressource particulièrement rare dans l'espace. C'est d'ailleurs la principale limite aux opérations menées par les rovers ou atterrisseurs dans des environnements froids et sombres.

Alliages métalliques amorphes

La NASA a donc lancé en avril dernier un projet nommé Bulk Metallic Glass Gears (BMGG) visant à créer des matériaux susceptibles de résister à des températures de -238°C. Les équipes ont développé un «verre métallique», un matériau amorphe dont la structure à l'échelle atomique est désordonnée.

Composés généralement de 80% de métaux et 20% de métalloïdes, ces alliages métalliques amorphes (AMA) sont habituellement obtenus par un refroidissement très rapide de métal fondu, afin que les atomes n'aient pas le temps de s'organiser en structure cristalline.

Ces matériaux possèdent des propriétés mécaniques exceptionnelles mais sont encore difficiles à obtenir sans impuretés. Ils sont par conséquent assez coûteux –pas un vrai frein dans le cas de nos robots spatiaux, dont certains équipements coûtent déjà plusieurs millions d'euros.

L'alliage développé par la NASA présente non seulement des capacités thermiques formidables, mais il est deux fois plus résistant que la céramique ou l'acier et possède de meilleures propriétés élastiques.

«Les boîtes de vitesses développées avec cette technologie sont capables de fonctionner à des températures de surface de -173°C. Combinés à une plus grande résistance à l'usure et à la corrosion, ces alliages sont des matériaux prometteurs pour les composants des boîtes de vitesses», se félicite l'agence américaine.

«Ces boîtes d'engrenages sans chauffage pourraient accroître le rendement scientifique des missions spatiales en réduisant la consommation d'énergie, la masse, la complexité des systèmes et les contraintes opérationnelles», ajoute Keith Belvin, le principal technicien en charge du projet BMGG. «On peut ainsi économiser sept kilos de charge et faire de la place pour un instrument complémentaire».

Autre avantage: le rover peut mener des opérations nocturnes tout en économisant suffisamment d'énergie pour faire fonctionner ses autres instruments.

Les tests en laboratoire ont montré que ces engrenages en verre métallique étaient opérationnels en mission de routine. Reste maintenant à analyser comment ils se comportent en phase de lancement, lors de la descente et de l'atterrissage.

En ce moment

Le secret de l'iPhone 12, Mario Kart testé par un enfant, ce que vous coûte le télétravail, une journée sur korii.

Et Cætera

Le secret de l'iPhone 12, Mario Kart testé par un enfant, ce que vous coûte le télétravail, une journée sur korii.

Ce qu'il ne fallait pas manquer aujourd'hui.

Apple a caché un important secret dans l'iPhone 12

Tech

Apple a caché un important secret dans l'iPhone 12

Une fonction inédite et capitale est prête, mais pas encore active.

On a fait tester «Mario Kart Live: Home Circuit» à Noé, 5 ans et demi

Tech

On a fait tester «Mario Kart Live: Home Circuit» à Noé, 5 ans et demi

Le jeu de course en réalité augmentée et zinzin de Nintendo semble beaucoup lui plaire –à nous aussi.