L'aérospatiale commerciale est en plein essor et deviendra un élément important de l'avenir de l'humanité. Les meilleures pratiques actuelles en matière de nouveaux matériaux appliquées dans ce domaine se reflètent dans la Station spatiale internationale (ISS) et les satellites desservant la Terre et se lançant dans des voyages d'exploration du système solaire. Certains matériaux sont plus adaptables que d’autres aux environnements sous vide.
ALUMINIUM
La caractéristique la plus utile de l’aluminium est peut-être qu’il est à la fois robuste et très léger. L’aluminium lui-même n’est pas assez durable pour être utilisé dans l’espace, mais il s’agit de l’additif le plus couramment utilisé dans la fabrication d’alliages destinés à l’espace. L'ajout d'aluminium est dû au fait qu'il peut réduire le poids du produit fini sans sacrifier trop de résistance. Par exemple, les astronautes utilisent des persiennes en aluminium sur la Station spatiale internationale pour protéger la station des débris spatiaux volants.
Titane et alliages de titane
Le titane est un métal léger utilisé dans les avions à réaction et peut être utilisé seul ou transformé en alliages spatiaux. Le titane est largement utilisé dans l’infrastructure spatiale existante de la Station spatiale internationale et des satellites. Une plaque gravée en titane pur du projet Rosetta est désormais installée à l'extérieur de la Station spatiale internationale, contenant des enregistrements des langues de la Terre. Le titane peut résister aux environnements extrêmes dans l’espace, notamment aux fluctuations de température, au rayonnement cosmique et solaire.
Matériaux composites carbone carbone
Ce matériau, également connu sous le nom de RCC, est crucial dans le programme américain de navette spatiale. Il couvre une zone importante à la surface des ailes de la navette spatiale et résiste à une chaleur extrême lors de sa rentrée dans l’atmosphère. Le principe de fonctionnement est semblable à celui d’un radiateur de voiture complexe, libérant de la chaleur. Il est placé n'importe où où une chaleur extrême peut affecter le fonctionnement du vaisseau spatial et éloigner la chaleur des zones les plus sensibles du vaisseau spatial. Le RCC est léger, mais aussi très fragile. Lors du lancement de la navette spatiale Columbia, un morceau de matériau isolant en mousse de polyuréthane tombé du réservoir de carburant externe a partiellement endommagé le matériau isolant, entraînant un événement catastrophique qui a tué sept membres d'équipage. La navette spatiale militaire X-37 et Dreamchaser utilisaient une version plus avancée du RCC appelée TUFROC (abréviation de Toughened Single Chip Fiber Reinforced Antioxidant Composite).
Kevlar
La fibre Kevlar est un matériau spatial important. Comme on le sait, il est utilisé pour concevoir des vêtements durables. L'armée et les forces de l'ordre utilisent des gilets en fibre de Kevlar pour protéger les soldats et les policiers des blessures par balle. Tout comme elles peuvent bloquer les balles, les fibres de Kevlar dans l'espace peuvent protéger les satellites, les engins spatiaux et la Station spatiale internationale des débris flottants et des débris spatiaux en orbite terrestre. La fibre Kevlar est légère et durable, capable de résister à des températures extrêmement chaudes et froides sans déformation.
Verre isolant
Les fenêtres de la Station spatiale internationale, du vaisseau spatial Dragon et d'autres engins spatiaux habités sont en verre résistant à la chaleur. Le verre ordinaire se brisera dans l’environnement spatial et ne pourra pas résister à l’impact du lancement ou du passage dans l’atmosphère. Les caractéristiques du verre résistant à la chaleur lui permettent de résister à la pression constamment changeante des engins spatiaux entrant et sortant de l’espace. Il peut résister à des températures extrêmement chaudes et froides sans se fissurer ni se casser.
Tissu de silice et aérogel
Pour les zones du vaisseau spatial qui nécessitent plus de flexibilité, un tissu en silicone est généralement utilisé. Par exemple, la zone autour du train d’atterrissage de la navette spatiale américaine utilise du tissu en silicone. Bien qu’il ne s’agisse pas du matériau le plus durable, il peut résister aux dures épreuves des voyages spatiaux sans se briser. L'aérogel a été utilisé dans la navette spatiale américaine et est désormais utilisé dans les sondes martiennes de la NASA, notamment Curiosity et Perseverance. La structure chimique de l’aérogel est similaire à celle du verre. Ses pores contiennent du gaz ou de l'air plutôt que du liquide. Un seul pore mesure moins d’un dix millième du diamètre d’un cheveu humain, soit seulement quelques nanomètres. La nature nanoporeuse de l’aérogel de silicium confère à ce matériau la conductivité thermique la plus faible parmi les solides connus.
