Vers Mercure avec BepiColombo

Les matériaux d’Ensinger ont été choisis pour les pièces de la première mission européenne envoyée vers Mercure, avec BepiColombo. Cette mission sera lancée en 2018 vers la plus petite et moins explorée des planète de notre système solaire. À son arrivée sur Mercure fin 2024, elle devra endurer des températures de plus de 350 °C et recueillir des données pendant sa mission, d'une durée nominale d’un an, avec une éventuelle prolongation d’un année supplémentaire. 

La mission est constituée de deux sondes spatiales : les orbiteurs Mercury Planetary Orbiter (MPO) et Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO). BepiColombo est une mission conjointement lancée par ESA et l’Agence d’exploration aérospatiale japonaise (JAXA), menée sous la direction de ESA.

Le succès de la mission dépend pour partie du bon fonctionnement du système de contrôle thermique (TCS) qui maintient tous les systèmes composants des sondes spatiales à l’intérieur d’une plage acceptable de températures, et ce pendant chaque phase de la mission. Face à un environnement extérieur des plus critiques, les sondes spatiales seront exposées au vide de l'espace et aux flux de chaleur du Soleil. La chaleur interne générée par l’exploitation de la sonde spatiale elle-même lors du lancement dans l'espace entraîne aussi l'exposition à des températures élevées.

Le contrôle thermique est essentiel pour assurer une performance optimale et la réussite de la mission car si un composant est soumis à une température trop élevée ou trop basse, il peut être endommagé et ses performances sérieusement affectées. Le contrôle thermique est également nécessaire pour maintenir des composants spécifiques (tels que les capteurs optiques et les horloges atomiques) à l’intérieur d’un plage donnée de température pour assurer un fonctionnement efficace. 

Un des composants du TCS est le joint thermique constitué d’un anneau qui agit comme barrière contre les hautes températures et le rayonnement. Le joint thermique doit résister à des charges lourdes et doit avoir une très bonne tenue au fluage et ce, à haute température, les deux propriétés étant requises pour une durée prévue de 6-7 ans.

Le processus de qualification d'un matériau approuvé pour l’industrie aérospatiale (et pour cette application en particulier - le joint thermique -) est long et requiert des batteries d'essais très poussés. 

TECASINT 1011 a été choisi pour le joint thermique, car c’est un matériau qui ne fond pas et ne ramollit pas, même à des températures au-delà de 350 °C. Ce matériau a une très faible tendance au fluage sous charge, ce qui est important pour cette application conçue pour tenir à une force de torsion pendant les 6-7 années de vol de la sonde spatiale. TECASINT 1011 a été testé pendant 4-5 ans par Astrium / Airbus D/S et il a été validé pour l’application.