Su Mercurio con BepiColombo

I materiali Ensinger sono stati selezionati per alcuni componenti che saranno presenti nella prima missione europea su Mercurio ribattezzata BepiColombo. La missione partirà per il suo viaggio verso il più piccolo e meno esplorato dei pianeti del nostro Sistema Solare nel 2018. Quando arriverà su Mercurio nel 2024, dovrà resistere a temperature oltre i 350°C e raccoglierà dati durante la sua missione di un anno, con possibile estensione di un ulteriore anno. 

La missione si compone di due veicoli spaziali: il Mercury Planetary Orbiter (MPO) e il Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO). BepiColombo è una missione congiunta di ESA e Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), effettuata sotto la direzione dell’ESA.

I veicoli spaziali per la missione dipendono dal funzionamento del sistema di controllo termico (TCS) il quale svolge l'importante ruolo di mantenere tutti i sistemi che compongono il veicolo entro un range di temperature accettabile durante ogni fase della missione. Il TCS deve quindi resistere all’ambiente esterno, che può variare in modo notevole poiché il veicolo spaziale è esposto allo spazio profondo e ai flussi solari e planetari. Inoltre, quando il calore, generato dalla dissipazione interna del veicolo stesso, viene rigettato verso lo spazio, questo genera esposizione alle alte temperature.

Il controllo termico è dunque essenziale per garantire prestazioni ottimali e il successo della missione: se un componente raggiunge temperature troppo alte o troppo basse potrebbe subire danni o vedere seriamente compromesso il suo funzionamento. Il controllo termico è necessario anche per mantenere componenti specifici (come sensori ottici e orologi atomici) entro una specifica stabilità termica, per garantire che funzionino nel modo più efficiente possibile. 

Uno dei componenti del TCS è il distanziatore termico, che consiste in una piastra a forma di anello che funge da barriera contro le alte temperature e le radiazioni. Il distanziatore termico deve resistere a carichi elevati e possedere elevata resistenza al creep ad elevate temperature, proprietà che dovrebbero mantenersi per 6-7 anni.

La strada per realizzare un materiale approvato per l’industria aerospaziale e per questa particolare applicazione - un distanziatore termico - è lunga e richiede test approfonditi. 

Il TECASINT 1011 è stato scelto per il distanziatore termico perché è un materiale privo di punto di fusione e non si ammorbidisce anche a temperature al di sopra dei 350°C. Il materiale dimostra una tendenza al creep molto bassa sotto alti carichi, ciò è molto importante per l’applicazione concepita per mantenere una forza di avvitamento elevata per tutti i 6-7 anni di viaggio in orbita del veicolo spaziale. Il TECASINT 1011 è stato inoltre testato per un periodo di 4-5 anni da Astrium / Airbus D/S e considerato adatto per l’applicazione.