Le réservoir d'hélium de l'étage supérieur d'Ariane 3 lancée en 1985 a été récupéré en Ouganda en 2002 après sa rentrée. Des éclaboussures d'aluminium fondu ont été découvertes sur le réservoir, qui ont été identifiées comme des dépôts provenant de fixations locales.

L'ESA et le CNES souhaitent approfondir l'origine des éclaboussures et leurs effets potentiels sur les matériaux en titane et en acier inoxydable en recréant, pour la première fois, ce scénario d'environnement extrême et de rentrée à l'échelle du laboratoire.

Le Dr Yunus Azakli, responsable de l'ingénierie pour la découverte et le prototypage des matériaux, a adapté l'Arcast SC100 au Royce Discovery Center de Sheffield pour déposer de l'aluminium fondu sur des feuilles de Ti-6Al-4V et 316L chauffées par un mini-four spécialement conçu. pour recréer les matériaux d'Ariane 3 trouvés en 2002 suite à sa rentrée.

Les conditions lors de la rentrée atmosphérique de l'engin spatial sur Terre peuvent provoquer la fusion de certaines pièces en alliage d'aluminium et leur dépôt sur d'autres composants métalliques. L'interaction de ces éjectas avec des composants en titane tels que les réservoirs sous pression d'hélium n'a, jusqu'à présent, pas fait l'objet de nombreuses recherches et il existe une incertitude sur les réactions de surface lors de la rentrée.

Cette étude a été entreprise pour déterminer si de telles interactions d'éjectas d'aluminium pourraient avoir un effet néfaste sur les substrats en titane (ainsi qu'en acier inoxydable) avec des températures de surface autour de 1 000 °C afin de reproduire fidèlement les conditions de rentrée sur Terre. Un module de filage par fusion Arcast a été modifié pour déposer des quantités contrôlées d'aluminium fondu de haute pureté sur des feuilles de Ti-6Al-4V et 316L à haute température et à température ambiante sous une atmosphère inerte.

La nouvelle installation de fusion adaptée de Royce offre la possibilité d'évaluer l'aluminium fondu sur des substrats à haute température. Il s'agit d'un moyen rentable de fournir aux chercheurs des matériaux précis à utiliser pour étudier l'impact de la rentrée sur les composants clés du vaisseau spatial.

Comprendre l'effet des conditions extrêmes de rentrée permettra aux ingénieurs de continuer à développer des matériaux plus résilients et plus efficaces en vue de minimiser les déchets et d'augmenter la durabilité.

Fourni par l'Université de Sheffield