Espace - Acktar black coatings

Gestion du rayonnement parasite et de la chaleur passive dans les conditions d’exploitation extrêmes de l’espace

Dans l’ère numérique, l’aérospatiale assumera un rôle majeur dans la réalisation des technologies de l’avenir – comme par exemple, la conduite autonome, ou l’interconnexion et la numérisation croissantes dans l’industrie.

Les systèmes optiques et l’instrumentation pour l’utilisation spatiale – comme par exemple, l’optique des satellites ou des télescopes spatiaux – doivent se conformer à des normes rigoureuses, et compléter un processus de qualification via la ESA / NASA.

Ceci s’applique tant aux pièces, qu’aux éléments et aux matériaux utilisés.

Les revêtements optiques, qui jouent une part significative dans la réalisation des performances des systèmes optiques, sont aussi soumis à ces exigences rigoureuses.

 

Les exigences si rigoureuses de fiabilité, de robustesse et de durabilité ont pour cause la durée étendue de l’exploitation – de plusieurs décennies – ainsi que les conditions environnementales particulières à l’espace :

  1. le rayonnement cosmique,
  2. les pressions externes très basses du vide,
  3. les fluctuations extrêmes de température, et les cycles thermiques qu’elles engendrent,
  4. les vibrations et les chocs mécaniques,
  5. et ultimement, l’impossibilité d’effectuer la maintenance ou des réparations éventuelles.

Ci-bas, nous vous présentons une courte sélection de deux projets réalisés dans le domaine spatial.(Vers la synthèse de tous les projets dans le domaine spatial)

Gestion des rayonnements parasites avec le matériel de bord FractalBlackTM de la mission CHEOPS & l’instrumentation UVN (Sentinel 4)

Le revêtement FractalBlackTM de ACKTAR a été utilisé pour la suppression des rayonnements parasites dans le matériel de bord de la mission CHEOPS.

Cet instrument de l’ESA observe les exoplanètes par la méthode du transit, pour établir leurs caractéristiques avec une plus grande précision.

Une plaque de déflection protège le petit télescope des rayonnements parasites.

Pour être conformes aux strictes exigences de suppression des rayonnements parasites, le revêtement FractalBlackTM fut appliqué à plusieurs de ses surfaces intérieures.

La taille et la présence de bords coupants présentait un défi. Toutefois, des excellents résultats furent obtenus ; vérifiés par des mesurages optiques.

Des changements rapides de température, et des tests d’adhésion furent aussi entrepris concernant les bords, pour confirmer l’adhésion du revêtement dans les environnements thermiques.

La plaque de déflection a passé toutes les étapes de qualification, aux niveaux du sous-système et de l’instrumentation.

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FractalBlackTM et MagicBlackTM sont aussi utilisés dans l’instrument UVN sur le Sentinel 4 (du programme Copernicus de l’ESA), qui observe les polluants atmosphériques à partir de l’espace.

Le dispositif d’étalonnement intégré fournit les références pour l’étalonnage de l’instrument à intervalles réguliers.

Cette référence est obtenue à partir de la lumière solaire, qui est diffusée par une pile de diffuseurs et illumine l’instrument.

L’étalonnage est précédé par une plaque de déflection, qui supprime les rayonnements parasites provenant de sources externes, et des tremblements de terre à proximité du champ de vue.

En même temps, toute influence de la plaque de déflection doit être neutralisée pour la transmission absolue des diffuseurs, et pour bloquer les rayons solaires qui sont inéluctablement diffusés dans la plaque de déflection.

Les analyses du rayonnement parasite indiquent que FractalBlackTM est une solution qualifiée pour cet usage.

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Gestion thermique passive avec NanoBlackTM dans l’instrument SPHERE du Télescope géant

Le film NanoBlackTM de ACKTAR est utilisé dans l’instrument SPHERE du Télescope géant, pour réduire d’une manière significative l’effet du vent faible (LWE), qui se manifeste dans des conditions d’exploitation critiques.

Le LWE se manifeste à cause d’inhomogénéités de la température de l’air, et suscite une dégradation de la qualité de l’image.

Grâce à la gestion thermique passive par l’entremise du film NanoBlackTM, qui fut appliqué au cadre porteur du télescope, la réaction aux changements de température a été optimisée, et la probabilité que LWE se manifeste a été réduite de 20% à 3,4%.

La compensation de pertes dans l’image augmente la productivité du télescope spatial.

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Les caractéristiques de NanoBlackTM

  • Caractéristiques différentes pour des gammes de longueurs d’onde différentes,
  • absorption élevée / faible réflexion dans les gammes de l’ultraviolet et du visible,
  • faible niveau d’émission dans l’infrarouge,
  • dégazage quasi-nul,
  • compatible avec les cycles sous vide et les cycles sous vide thermiques,
  • températures d’application de -70°C à 250°C,
  • absence de contamination de particules,
  • épaisseur de seulement quelques micromètres,
  • Compatible avec la quasi-totalité des matériaux de substrat.

Domaines d’utilisation supplémentaires des produits ACKTAR