Naar Mercurius met BepiColombo
De materialen van Ensinger zijn gekozen voor onderdelen in Europa's eerste missie naar Mercurius met BepiColombo. De missie zal van start gaan op weg naar de kleinste en minst verkende planeet in ons zonnestelsel in 2018. Wanneer hij eind 2024 in Mercurius aankomt, zal hij temperaturen van meer dan 350°C moeten doorstaan en gegevens moeten verzamelen gedurende zijn missie van een jaar, met een mogelijke verlenging van nog een jaar.
De missie bestaat uit twee ruimtevaartuigen: De Mercurius Planetaire Orbiter (MPO) en de Mercurius Magnetospherische Orbiter (MMO). BepiColombo is een gedeelde missie van ESA en het Japan Aerospace Exploratie Agentschap (JAXA), uitgevoerd onder leiding van ESA.
Overleven in die omgeving
De ruimteschepen zijn afhankelijk van de werking van het thermische besturingssysteem (TCS), dat alle systemen binnen een acceptabel temperatuurbereik houdt tijdens elke fase van de missie. Het moet omgaan met de externe omgeving, die over een grote range kan variëren, aangezien het ruimteschip wordt blootgesteld aan zonne-energie en planetaire flux. De inwendige warmte die door het ruimteschip zelf wordt opgewekt als het de ruimte in wordt geschoten, resulteert ook in blootstelling aan hoge temperaturen.
Temperatuurbeheersing is essentieel om optimale prestaties en succes van de missie te garanderen, want als een onderdeel wordt blootgesteld aan te hoge of te lage temperaturen, kan het beschadigd raken of kunnen de prestaties ernstig worden aangetast. Temperatuurbeheersing is ook nodig om specifieke componenten (zoals optische sensoren en atoomklokken) binnen een bepaald bereik van temperatuurstabiliteit te houden, om ervoor te zorgen dat ze zo efficiënt mogelijk functioneren.
Eén van de componenten van het TCS is de thermische afstandhouder, een ringvormige plaat die als barrière tegen hoge temperaturen en straling fungeert. De thermische afstandhouder moet bestand zijn tegen hoge belastingen en moet bestand zijn tegen vervorming bij hoge temperaturen, voor een periode van 6-7 jaar.
Maximale sterkte en hittebestendigheid - TECASINT 1011
De weg naar een goedgekeurd materiaal voor de aeropsace en voor deze specifieke toepassing - een thermische afstandhouder - is lang en vereist grondige tests.
TECASINT 1011 werd gekozen voor de thermische afstandhouder, omdat het materiaal niet smelt en niet verzacht, zelfs niet bij temperaturen tot 350°C. Het materiaal vertoont een zeer lage neiging om te vervormen onder belasting, wat belangrijk is voor de toepassing, omdat het bedoeld is om een hoge schroefkracht vast te houden voor een vluchtduur tot 6-7 jaar van het ruimtevaartuig. TECASINT 1011 is getest gedurende een periode van 4 tot 5 jaar door Astrium / Airbus D/S en geschikt bevonden voor de toepassing.
PolyimidE - het gekozen materiaal
Eigenschappen van TECASINT 1011:
- Maximale sterkte en rek
- Optimale elektrische isolatie
- Hoogste modulus
- Minimale warmtegeleidbaarheid
- Minimale ontgassing conform ESA Test voor ruimtetoepassingen
Andere relevante toepassingen voor TECASINT 1011:
- Isolatiematerialen
- Schakelaar-onderdelen
- Klepzittingen
- Kettinggeleiders
- Grijpers voor heet glas
- Stootkussens
- Statische afdichtingen
- Slijtvaste elementen