Un nouveau matériau incrusté d'agents cicatrisants microencapsulés se guérira lorsque de minuscules fissures se formeront. Photo avec l'aimable autorisation de l'Université de l'Illinois Quand tu te coupes, c'est incroyable de voir à quelle vitesse votre corps agit pour réparer la plaie. Immédiatement, votre corps travaille à resserrer la peau autour de la coupure. Si vous avez une cicatrice, vous pouvez voir la preuve du pouvoir d'auto-guérison de notre corps. Les scientifiques développent actuellement un nouveau type de matériau composite qui donnera ces mêmes qualités d'auto-guérison aux engins spatiaux.
Si les humains envisagent de voyager loin dans l'espace et sur les planètes interstellaires, de nouveaux matériaux avancés seront nécessaires pour la construction des engins spatiaux. Une faiblesse des matériaux composites actuels est qu'ils ont tendance à former de minuscules fissures capillaires, ce qui causera des dommages importants au fil du temps. En février 2001, des chercheurs de l'Université de l'Illinois à Urbana Champaign ont annoncé qu'ils avaient développé un nouveau matériau synthétique qui se guérira d'eux-mêmes lorsqu'il est fissuré ou cassé.
Ce nouveau matériau intelligent et d'autres technologies similaires pourraient être la première étape de la construction d'un vaisseau spatial capable de voyager à des millions de kilomètres de la Terre, où les réparations ne seront pas faciles à faire. Dans cette édition de How Stuff WILL Work, vous découvrirez ce nouveau système composite et électronique auto-cicatrisant qui s'analyse et se répare avant que les problèmes ne deviennent trop importants.
Dans ce graphique, vous pouvez voir comment la fissure rompt les microcapsules remplies d'un agent cicatrisant, qui entre en contact avec le catalyseur pour coller la fissure fermée. Photo avec l'aimable autorisation de l'Université de l'Illinois Les dommages à la coque d'un vaisseau spatial commencent souvent par de minuscules fissures superficielles, qui sont invisibles à l'œil. Ces microfissures peuvent également se former sous la surface du matériau, où ils sont cachés de la vue. Une fois ces fissures formées, ils vont croître jusqu'à ce que le matériau s'affaiblit et se brise. Afin d'éviter que ces petites fissures ne se propagent, un nouveau matériau a été développé qui détectera les dommages et se réparera instantanément. Cette capacité d'auto-guérison pourrait prolonger considérablement la durée de vie du vaisseau spatial.
Il y a trois parties à ce nouveau matériau d'auto-guérison :
Lorsqu'une microfissure se forme dans le matériau composite, il se répandra à travers le matériau. En faisant cela, cette fissure va rompre les microcapsules et libérer l'agent cicatrisant. Cet agent cicatrisant s'écoulera à travers la fissure et entrera inévitablement en contact avec le catalyseur de Grubbs, qui initie le processus de polymérisation. Ce processus finira par coller la fissure fermée. Dans les essais, le matériau composite auto-cicatrisé a retrouvé jusqu'à 75 pour cent de sa résistance d'origine.
Le marché de ce type de matériau auto-cicatrisant va bien au-delà des engins spatiaux. Environ 20 millions de tonnes de matériaux composites sont utilisées chaque année pour l'ingénierie, projets de défense, exploration pétrolière en mer, électronique et biomédecine. Ce matériau d'auto-guérison apparaîtra dans de nombreux objets du quotidien, y compris les circuits imprimés composites polymères, articulations artificielles, supports de pont et raquettes de tennis.
Nanotechnologie et espaceAu cours des 20 prochaines années, une nouvelle industrie appelée nanotechnologie entraînera des changements importants dans nos vies. La nanotechnologie consiste à créer de très petites machines ou des robots ne dépassant pas quelques nanomètres. Un nanomètre n'est qu'un milliardième de mètre. Ces nanomachines seront capables de manipuler des atomes et de fabriquer des matériaux au niveau atomique. Parce qu'ils peuvent s'auto-répliquer, ces minuscules machines rendront la production de presque tous les produits très bon marché.
L'un des produits de la nanotechnologie pourrait être des nanomachines qui peuvent être libérées pour réparer des matériaux en aspirant les molécules environnantes pour réparer une fissure. Si une fissure se forme dans la coque composite d'un engin spatial, des nanorobots pourraient être libérés pour rassembler des molécules autour du vaisseau spatial afin de réparer la fissure.
Avant que la nanotechnologie puisse décoller, les scientifiques doivent apprendre à manipuler les atomes. Le prochain défi sera de programmer ces nanomachines pour effectuer des tâches spécifiques. Pour plus d'informations, lire Comment la nanotechnologie fonctionnera.
Lire la suite
Lors de longues missions spatiales, le maintien de la santé des ordinateurs de bord et des systèmes électroniques sera tout aussi important que l'entretien de la coque extérieure. La NASA travaille sur un nouveau type de système qui donnera des capacités d'auto-réparation au câblage interne du vaisseau spatial. Ce nouveau matériel évolutif sera capable de surveiller l'électronique et de corriger les systèmes avant que les dysfonctionnements ne deviennent un problème crucial.
Initialement, un système de vol auto-réparable serait utilisé dans les avions avant d'être déplacé vers les engins spatiaux. Au Programme de sécurité aérienne de la NASA , basé au Langley Research Center, les chercheurs travaillent sur ce type de système informatique d'auto-guérison. En 1999, l'agence spatiale des États-Unis a indiqué qu'elle pourrait avoir des systèmes commerciaux disponibles d'ici 2004. L'idée ici est de créer un système informatique auto-réparateur qui utilise un groupe de processeurs de faible puissance qui sont faiblement couplés aux systèmes de vaisseaux spatiaux via des liaisons sans fil.
Ces gestion de la santé et contrôler la gestion des bouleversements les systèmes pourraient détecter, diagnostiquer et prévenir les anomalies avant que les problèmes ne deviennent incorrigibles. Le système informatisé de gestion de la santé surveillera les fonctions vitales, aider à prévenir et réduire les dysfonctionnements, améliorer la capacité d'un équipage de conduite à réagir aux problèmes et réduire la charge de travail d'un pilote en cas d'urgence. La gestion des perturbations de contrôle comprendrait des algorithmes avancés de détection et de prédiction, formats d'affichage, les méthodes d'orientation et de guidage et de contrôle du pilote pour prévenir les accidents en cas de défaillance. Ces deux systèmes pourraient fonctionner pour les avions et les engins spatiaux.
À l'avenir, vaisseau spatial pourrait éventuellement nous emmener au bord de notre système solaire et au-delà. Si cela doit être possible, nous aurons besoin d'engins spatiaux avec des garanties intégrées. Ces engins spatiaux intelligents devront être capables de détecter et de réagir à des problèmes potentiels qui pourraient passer inaperçus pour leurs passagers humains.
