Alors que les agences spatiales cherchent à établir des habitats humains sur la Lune et sur Mars, les astronautes doivent être équipés d'outils pour fabriquer des structures dans l'espace. Mais plutôt que d’emballer une boîte à outils traditionnelle dans l’espace, la NASA cherche à utiliser des faisceaux laser pour potentiellement révolutionner la fabrication dans l’espace et rendre plus durables les séjours de longue durée sur la surface lunaire.
Une équipe d'ingénieurs du Marshall Space Flight Center de la NASA et de l'Ohio State University mènent une étude pluriannuelle pour tester les effets du soudage par faisceau laser dans un environnement combiné de vide et de gravité réduite, a annoncé l'agence spatiale.
« Pendant longtemps, nous avons utilisé des attaches, des rivets ou d'autres moyens mécaniques pour maintenir les structures que nous assemblons ensemble dans l'espace », a déclaré Andrew O'Connor, responsable technique du projet à la NASA, dans un communiqué. « Mais nous commençons à réaliser que si nous voulons vraiment des joints solides et si nous voulons que les structures restent ensemble une fois assemblées sur la surface lunaire, nous aurons peut-être besoin d'un soudage dans l'espace. »
La NASA espère utiliser des faisceaux laser pour potentiellement assembler de grandes structures, fabriquer de nouvelles pièces, réparer des fissures sur la Lune, ce qui éliminerait le besoin de transporter des rivets ou d'autres matériaux vers l'espace via des missions cargo. Mais d’abord, l’agence spatiale doit comprendre comment les soudures fonctionnent dans l’environnement de microgravité de l’espace. « Une fois que vous quittez la Terre, il devient plus difficile de tester le fonctionnement de la soudure. Nous exploitons donc à la fois les expériences et la modélisation informatique pour prédire le soudage dans l'espace alors que nous sommes encore au sol », a déclaré O'Connor.
Les tests de soudage au laser ont débuté en août lorsque l'équipe a effectué un soudage par faisceau laser à fibre de haute puissance dans un environnement simulé de gravité réduite à bord d'un avion commercial. Au cours de l’expérience, l’avion a effectué des manœuvres de vol parabolique « qui ont commencé en vol en palier, ont augmenté pour ajouter 8 000 pieds d’altitude et ont poussé au sommet d’un arc parabolique », selon la NASA. Au total, l’équipe disposait d’environ 20 secondes de gravité réduite pour effectuer le soudage simulé dans l’espace tout en flottant dans l’environnement en apesanteur à bord de l’avion. Un réseau de capteurs a collecté des données au cours de l'expérience, ce qui aidera les scientifiques à comprendre comment l'espace affecte le soudage par faisceau laser.
« Pendant les vols, nous avons réalisé avec succès 69 des 70 soudures dans des conditions de microgravité et de gravité lunaire, réalisant ainsi une campagne de vol pleinement réussie », a déclaré Will McAuley, un étudiant en ingénierie de soudage de l'Ohio State, dans un communiqué.
La NASA n’a pas expérimenté le soudage dans l’espace depuis plus de 50 ans. On peut donc affirmer sans se tromper que le développement de la fabrication dans l’espace aurait dû se faire sentir depuis longtemps. En 1973, l’agence spatiale a réalisé des expériences de soudage, de brasage et de fusion de métaux à bord de la station spatiale orbitale Skylab.
Le moment est meilleur que jamais, car la NASA vise à construire des structures sur la Lune, et peut-être même sur Mars dans un avenir lointain, pour soutenir une présence humaine durable. Le soudage dans l'espace a le potentiel d'éviter bien des ennuis à l'agence spatiale et à ses astronautes, en construisant et en réparant des objets dans l'espace plutôt que d'attendre que la cargaison soit livrée depuis la Terre.
Une autre expérience de soudage dans l'espace, appelée Nanoracks Astrobeat, a récemment été lancée vers l'ISS à bord de la 31e mission de ravitaillement. L'expérience vise à tester le soudage à froid dans l'espace comme méthode de réparation des engins spatiaux endommagés par des micrométéorites et des débris spatiaux. Selon la NASA, effectuer des réparations dans l’espace depuis le vaisseau spatial pourrait être plus sûr et plus efficace.
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