Comment développer les bons matériaux pour la protection thermique des navettes spatiales lors de leur retour vers la Terre ?

Les navettes spatiales subissent des conditions thermiques extrêmement sévères lors de leur retour dans l’atmosphère: la température de l’air qui les entoure peut atteindre 10 000°C. Le choix et le dimensionnement de leurs systèmes de protection thermique demandent donc une grande précision.

Les équipes de recherche FLOW (de la VUB) et ATM ( de l’ULB) forment ensemble un groupe de recherche commun appelé BRITE: Brussels Institute for Thermal-fluid systems and clean Energy. Chez BRITE, nous étudions différents aspects des systèmes thermiques et fluides, des écoulements autour des ailes d’avion et d’éolienne au fonctionnement des centrales électriques et des réseaux de chaleur, en passant par la décomposition des systèmes de protection des navettes spatiales et la combustion de l’hydrogène.

FLOW (VUB) et ATM (ULB) - BRITE (commun)

Bruface

Certains systèmes de protection thermique sont basés sur la décomposition et la transformation du matériau de protection sous l’effet de la chaleur. Les gaz émis lors de sa décomposition peuvent remonter vers la surface et la refroidir, augmentant de cette manière l’effet de protection thermique. Il est évidemment aussi très important de pouvoir prédire les caractéristiques isolantes du matériau avant, pendant et après sa décomposition. Etant donnée que l’évolution de l’état du matériau dépend de son interaction avec les gaz très chauds qui s’écoulent à sa surface, il faut disposer de modèles précis pour prédire à la fois cette écoulement et la décomposition du matériau solide, et tout cela pour des conditions très difficiles à reproduire en laboratoire. En collaboration avec l’Institut Von Karman (VKI), des chercheurs de la VUB et de l’ULB développent des modèles et des expériences de validation pour choisir et dimensionner les systèmes de protection thermiques de la manière la plus précise possible.