Impression 3D dans l’espace : comment les entreprises utilisent la technologie pour créer des moteurs de fusée

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Soucieuses de réduire les erreurs – des situations mineures aux incidents catastrophiques -, les entreprises privées du secteur aérospatial étudient l’utilisation de l’impression 3D dans la construction de moteurs de fusée et de propulseurs, avec l’avantage supplémentaire d’ériger, en quelques jours, des structures entières qui pourraient prendre semaines ou mois dans les procédures normales.

L’idée est d’économiser du temps et des coûts de production, tout en augmentant l’intégrité de l’ensemble de la structure créée et, avec un peu de chance, en veillant à ce que la version prévue se déroule comme il se doit.

Dans le développement aérospatial, il existe un terme appelé « démontage rapide non programmé » – « RUD ». Utilisé pour désigner des événements qui se produisent de manière imprévisible (lorsqu’un moteur explose lors de l’allumage, par exemple), cet acronyme a été inventé au début de l’exploration spatiale, lorsque les prototypes de propulseurs étaient plus sujets aux pannes.

En effet, chaque fois qu’un tel épisode se produit, il est nécessaire d’identifier la panne et de la signaler aux autorités compétentes : aucune entreprise privée n’agit sans le consentement des agences spatiales, et les agences fédérales ont tendance à vouloir savoir ce qui s’est passé quand les choses tournent mal. .ne se développe pas comme prévu.

En conséquence, l’impression 3D prend de plus en plus de place dans la construction de propulseurs et de moteurs de fusée, ainsi que d’autres structures telles que les ailerons de vaisseaux spatiaux et les rampes de lancement. Grâce à l’impression de composants utilisant des alliages métalliques résistants aux températures extrêmes, avec plus ou moins de flexibilité et/ou d’autres qualités, la technologie est également capable de construire en peu de temps tout composant manquant ou devant être remplacé, en tirant parti de la vitesse et de la fréquence. de tests avant toute occasion officielle.

Des entreprises comme SpaceX d’Elon Musk; et Blue Origin, de Jeff Bezos, misent déjà sur l’impression 3D pour développer des propulseurs et autres véhicules de transport spatial. Le premier, depuis 2014, utilise la technologie de la capsule Crew Dragon, tandis que le second a déjà un projet de construction d’un module d’alunissage entièrement imprimé.

Mais il y en a d’autres qui vont plus loin : Rocket Lab imprime les moteurs qui emmènent la fusée Atea dans l’espace, mais un point culminant est Relativity Space, qui utilise la technologie pour imprimer une fusée entière.

Considérez que la fusée Saturn V, qui a emmené Neil Armstrong sur la lune en 1969, avait des moteurs de propulsion sur mesure de 5 600 pièces. Chacun. Ajoutez à cela le carburant liquide et le fait qu’un allumage de fusée typique dépasse facilement la température de 3000°C, générant une force comparable à vous faisant exploser une tonne de TNT par seconde, et vous comprenez pourquoi une solution plus coûteuse -bénéficier si nécessaire.

GIF montrant le processus de frittage laser sélectif, une technique d'impression 3D utilisée dans la construction de fusées et de propulseurs
Impression 3D par frittage laser sélectif, utilisée pour la construction de moteurs, de propulseurs et – parfois – de fusées entières (Image : Stratasys Direct Manufacturing/Publishing)

Plus précisément, le processus d’impression 3D pour les moteurs de fusée suit également un processus très minutieux : à l’aide d’une technique appelée « frittage laser sélectif », les entreprises placent d’abord une couche de métal pulvérisé, faisant fondre d’autres métaux par-dessus. Ces alliages métalliques se connectent aux points de contact avec ce qui est en fusion, mais restent poreux là où il n’y a pas de fusion. Lorsque les couches refroidissent, le processus est répété au-dessus du précédent.

Typiquement, un alliage appelé « inconel », à base de cuivre, est utilisé en raison de sa grande capacité à résister à des températures extrêmes.

Pour cette raison, il est très probable que nous aurons plus de divulgations de ces entreprises sur l’utilisation de l’impression 3D dans leurs projets. La technologie a encore beaucoup à évoluer, mais le rythme rapide auquel cela s’est produit établit un scénario intéressant pour l’avenir de cette industrie.

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