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    JAXA utilise la technologie des bouteilles d'eau pour les missions de retour d'échantillons de l'ISS

    Aperçu de la mission de la petite capsule de récupération développée par JAXA. Crédit :JAXA

    La Station spatiale internationale (ISS) n'est pas seulement l'installation de recherche en orbite la plus grande et la plus sophistiquée jamais construite, c'est sans doute l'installation de recherche la plus importante que nous ayons. Avec ses installations de pointe et son environnement en microgravité, l'ISS est capable de mener des expériences lucratives qui conduisent à des avancées en astrobiologie, astronomie, Médicament, la biologie, la météo spatiale et la météorologie, et la science des matériaux.

    Malheureusement, le coût du transport des expériences vers et depuis l'ISS est assez élevé et seule une poignée d'agences spatiales est actuellement en mesure de le faire. Pour remédier à ce, l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA) et Tiger Corporation se sont associées en 2018 pour créer un nouveau type de conteneur qui réduirait le coût du retour des échantillons sur Terre. Fort du succès de leur conception initiale, JAXA et Tiger cherchent à créer une version réutilisable qui permettra des retours d'échantillons réguliers de l'ISS.

    Créé en 1923, Tiger est une société internationale basée à Osaka, Japon, qui se spécialise dans l'isolation sous vide et les technologies connexes. Cette technologie, que l'entreprise utilise depuis des décennies pour créer des bouteilles d'eau isothermes, a également des applications pour l'exploration spatiale. Dans les années récentes, JAXA a commencé à étudier la technologie pour créer des conteneurs de stockage qui pourraient garder les échantillons expérimentaux au frais pendant leur retour sur Terre.

    En septembre 2018, JAXA a lancé la mission Kounotori 7 (HTV-7), le septième vol du véhicule de transfert H-II (HTV). Lors du transport de ravitaillement vers l'ISS, La JAXA a décidé d'utiliser ce vol pour valider une nouvelle méthode de transport d'échantillons de cristaux de protéines (qui faisaient partie d'une expérience de croissance menée à l'intérieur du module de laboratoire Kibo du Japon) depuis l'ISS.

    Il s'agissait d'un conteneur d'échantillon spécial (NPL-A100) co-développé par JAXA et Tiger qui a été placé à l'intérieur de la petite capsule de rentrée HTV (HSRC). Comme la capsule de rentrée était trop petite pour s'appuyer sur un système de refroidissement électrique, JAXA et Tiger avaient besoin d'un conteneur d'échantillons reposant sur des méthodes d'"isolation passive" pour maintenir son contenu à des températures stables.

    Composants du conteneur de charge utile présentés aux journalistes après la mission Kounotori 7. Crédit :JAXA

    À la fin, ils ont utilisé la même technologie sur laquelle Tiger s'appuie pour créer des bouteilles thermiques en acier inoxydable afin de développer une double paroi, récipient isolé sous vide qui pesait environ 9,7 kg (21,4 lb). Comme Keiji Nakai, qui est le responsable du groupe de développement de produits (3e section) chez Tiger a expliqué à Univers aujourd'hui par email, le conteneur devait répondre à des exigences très strictes :

    "Le double paroi, conteneur sous vide pour cette mission devait maintenir la température à l'intérieur du conteneur à 4 degrés Celsius ± 2 degrés Celsius (39,2 °F ± 3,6 °F) pendant quatre jours ou plus et protéger le conteneur de l'énorme impact de 40G lors de l'atterrissage dans l'océan à son retour sur Terre."

    Un certain nombre de compresses froides ont également été incluses dans la capsule pour garantir que la température du conteneur reste stable. La mission a été un succès et a représenté une étape importante pour JAXA, qui auparavant n'avait pas la possibilité de récupérer indépendamment les matériaux de l'ISS. Comme de nombreuses agences spatiales participant à l'ISS, La JAXA dépendait de Roscosmos et de la NASA pour fournir des services de transport.

    La prochaine étape de la collaboration JAXA-Tiger implique la création d'un plus petit, briquet, et un conteneur plus durable qui peut garder les échantillons stables à des températures plus basses et plus longtemps. Mais l'exigence la plus stricte est qu'il doit être suffisamment durable pour être utilisé plus d'une fois. Dit les représentants de Tiger, ces spécifications et d'autres ont été intégrées à la conception du conteneur NPS-A100 de deuxième génération :

    « Nous avons réduit le poids du conteneur de 9,7 kg (21,4 lb) à près de 3 kg (6,6 lb) tout en le rendant plus compact. Avec l'ajout de blocs réfrigérants, il maintiendra des températures à l'intérieur de 20 degrés Celsius ± 2 degrés Celsius (68 °F ± 3,6 °F) pendant au moins douze jours, à partir du moment où la capsule de rentrée quitte l'ISS jusqu'à son retour sur Terre. Nous avons également rendu le conteneur plus durable pour qu'il dure au moins trois ans ou six missions."

    Le NPS-A100 sera probablement transporté vers l'ISS dans le cadre de la mission de réapprovisionnement commercial CRS-22 qui est prévue pour début juin et impliquera un SpaceX Crew Dragon transportant des fournitures et des expériences vers l'ISS. Encore une fois, la technologie des conteneurs sera utilisée pour renvoyer des cristaux de protéines qui font partie de la recherche biomédicale en cours dans le laboratoire Kibo à l'intérieur du module d'expérimentation japonais (JEM) de l'ISS.

    Cette recherche conduit à des avancées dans le domaine de la médecine et au développement de nouveaux remèdes et médicaments. Au-delà des conteneurs d'échantillons, la technologie issue de cette collaboration a également de nombreuses applications commerciales et industrielles. Il s'agit notamment de solutions de transport pour les échantillons médicaux et les réactifs qui nécessitent un stockage dans des conditions de température strictes.

    Cela pourrait également conduire à de nouvelles applications pour la gestion thermique dans les voitures électriques et hybrides. Mais l'application la plus intéressante est peut-être le développement de matériaux de construction de nouvelle génération qui pourraient fournir des niveaux élevés d'isolation dans des environnements extrêmes, tels que l'Antarctique (où les stations de recherche doivent conserver la chaleur) et même sur la Lune et Mars.

    "Les applications potentielles de notre technologie d'isolation sous vide sont illimitées, " déclare Tiger sur leur site Web. " Cette technologie soutiendra les domaines de pointe dans chaque industrie, les aider à nous conduire vers une dynamique, avenir passionnant."

    Mise à jour :il a depuis été confirmé que le nouveau conteneur à vide sera lancé à bord d'un vaisseau spatial Crew Dragon le 3 juin vers l'ISS, dans le cadre de la mission de ravitaillement en fret CRS-22. The Tiger Corporation prévoit également de lancer une nouvelle gamme de produits pour le marché américain, qui est provisoirement prévu pour septembre.


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