Suite à un accord bilatéral ad hoc entre l’Agence spatiale italienne (ASI) et l’Agence spatiale russe « Roscosmos », le centre de recherche du gouvernement italien, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN – Institut national de physique nucléaire) produit Mini EUSO, un télescope UV cosmique qui est utilisé dans la Station spatiale internationale.
Le télescope UV cosmique intègre une structure imprimée 3D certifiée qui a été produite par l’imprimante 3D FDM Stratasys Fortus 450mc du centre italien. L’INFN est un institut de recherche du gouvernement italien dont la mission est de coordonner et de mener des recherches scientifiques en physique nucléaire, subnucléaire et astroparticulaire.
L’impact de l’impression 3D dans la fabrication du Mini EUSO
Mini-EUSO, abréviation de Multiwavelength Imaging New Instrument for the Extreme Universe Space Observatory, a été placé avec succès sur une fenêtre tournée vers la terre du module russe Zvezda de l’ISS, à bord d’une fusée Soyouz.
« Avec une orbite d’environ 90 minutes, Mini-EUSO enregistre tous les objets et événements spatiaux et atmosphériques en vue, y compris les émissions UV de la nuit, les événements lumineux transitoires, les météores, les débris spatiaux et bien plus encore », explique Marco Ricci, chercheur principal au centre INFN et responsable de la collaboration EUSO SPB2 Italia. « L’objectif scientifique final est de produire une carte de la Terre à haute résolution dans la gamme des UV (300-400 nm), ce qui devrait faire progresser considérablement la recherche sur les rayons cosmiques, mais aussi servir d’expérience importante pour les futures missions spatiales ».
Parlant de l’impact de la FA dans le projet, Ricci dévoile que la production de la structure mécanique de la Mini-EUSO par impression 3D a permis de réduire le coût global du projet par dix, ainsi que de gagner environ une année entière de temps de développement.
Il va sans dire qu’ils ont également dû faire face à certains défis. Dans cette fabrication spécifique, le défi consistait à utiliser un matériau capable de répondre aux exigences strictes de certification de l’industrie aérospatiale et de l’ISS, ainsi que de supporter les contraintes mécaniques et les vibrations d’un lancement de fusée.
« Nous avons exploré de nombreuses façons d’atteindre les performances attendues tout en respectant la certification du matériau. Nous avons même construit un prototype complet en aluminium, l’un des matériaux les plus courants pour l’aérospatiale. Mais les résultats ont été loin d’être à la hauteur des attentes – la structure était trop lourde et elle ne fournissait pas l’isolation nécessaire aux courants électriques intérieurs », explique Tommaso Napolitano, chef du département de conception et de construction mécanique de l’INFN.
« Nous avons donc utilisé notre imprimante 3D Fortus 450mc et avons trouvé que la résine ULTEM™ 9085 offrait la parfaite alternative. Non seulement le matériau est extrêmement durable, mais il est également léger. Et surtout, il offre également des propriétés d’isolation exceptionnelles, ainsi qu’une grande résistance chimique et thermique. Il est juste de dire que sans la possibilité d’imprimer la structure de la Mini-EUSO dans ce matériau, nous n’aurions pas respecté les restrictions de sécurité et de poids de l’ISS ».
Le projet Mini-EUSO, coordonné et financé par l’ASI, a été développé par le JEM EUSO Collaboration (Joint Experiment Missions – Extreme Universe Space Observatory), un programme international plus large comprenant la France, l’Allemagne, l’Italie, le Japon, la Pologne, la Russie, la Slovaquie, la Suède, la Suisse et les États-Unis. L’initiative vise à explorer l’origine et la nature des rayons cosmiques à ultra-haute énergie provenant de l’espace et verra le télescope Mini-EUSO imprimé en 3D rester sur l’ISS pendant les trois prochaines années.
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