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Équipé de pièces imprimées en 3D, le vaisseau spatial Lucy part à la découverte des astéroïdes troyens – 3DPrint.com

Rédigé par Dvd3d

La première mission vers les astéroïdes troyens de Jupiter est enfin en cours après que le vaisseau spatial à énergie solaire de la NASA Lucy a été lancé sur une fusée Atlas V depuis la station spatiale Cape Canaveral en Floride le 16 octobre 2021. Conçu, construit et testé par Lockheed Martin, le vaisseau spatial est équipé d’une suite d’instruments de télédétection avancés, d’un logiciel autonome permettant de suivre des cibles d’astéroïdes et de plusieurs pièces imprimées en 3D.

Le vaisseau spatial Lucy est lancé à bord d'une fusée United Launch Alliance Atlas V depuis le Space Launch Complex 41, le samedi 16 octobre 2021, à Cap Canaveral

Une fusée Atlas V de United Launch Alliance avec le vaisseau spatial Lucy à bord est lancée depuis le Space Launch Complex 41, le samedi 16 octobre 2021, à la station spatiale de Cap Canaveral en Floride. Image reproduite avec l’aimable autorisation de la NASA/Bill Ingalls

Au cours des 12 prochaines années, Lucy parcourra quatre milliards de kilomètres pour explorer un nombre record d’astéroïdes, volant à côté d’un astéroïde de la ceinture principale et de sept astéroïdes troyens qui mènent et traînent Jupiter sur son orbite. Nommée d’après le squelette fossilisé de l’un des premiers hominidés (ancêtres préhumains) connus trouvés en Éthiopie en 1974, la mission Lucy explorera deux essaims d’astéroïdes troyens qui partagent une orbite autour du Soleil avec Jupiter.

Les scientifiques souhaitent observer de près ces roches anciennes, qui seraient des restes parfaitement préservés de la formation de notre système solaire externe il y a quatre milliards d’années ; leur étude peut révéler des informations jusqu’alors inconnues sur leur formation et l’évolution de notre système solaire. D’ici la fin de sa mission en 2033, Lucy aura visité un nombre record de destinations sur des orbites indépendantes autour du Soleil.

La trajectoire orbitale de Lucy est l'une des plus complexes de toutes les missions Discovery : 12 ans, huit astéroïdes et deux lance-pierres à gravité terrestre.

La trajectoire orbitale de Lucy est l’une des plus complexes de toutes les missions Discovery : 12 ans, huit astéroïdes et deux lance-pierres à gravité terrestre. Image reproduite avec l’aimable autorisation de la NASA/Southwest Research Institute

Avec un voyage aussi long et impitoyable dans l’espace, les ingénieurs de Lucy ont conçu le vaisseau spatial pour qu’il soit prêt à tout. Tout d’abord, la taille est écrasante : Lucy mesure plus de 16 mètres d’un bout à l’autre. Pourtant, la majeure partie de cela est constituée des énormes panneaux solaires fabriqués par Northrop Grumman, chacun mesurant près de 24 pieds ou plus de 7 mètres de diamètre et nécessaires pour alimenter les systèmes du vaisseau spatial lorsqu’il vole vers l’orbite de Jupiter. Tous les instruments et l’antenne à gain élevé de 6,5 pieds (2 mètres) nécessaire pour communiquer avec la Terre, seront situés sur le corps beaucoup plus petit du vaisseau spatial.

Lucy s’appuie sur des éléments de conception hérités des précédentes missions construites par Lockheed Martin comme OSIRIS-REx, une mission d’étude d’astéroïdes et de retour d’échantillons de la NASA, et MAVEN, un vaisseau spatial américain en orbite autour de Mars pour étudier la perte de ses gaz atmosphériques dans l’espace. Pour ce projet, l’équipe d’experts de Lockheed Martin Space à Littleton, Colorado, qui a construit le vaisseau spatial, comprenait quelque 430 composants uniques, réunis par plus de trois kilomètres de fil, 170 pieds carrés de structure composite et plus de 12 800 connexions électriques. .

Lockheed s’est assuré qu’une conception thermique robuste protège Lucy des températures extrêmes de l’espace allant de -250⁰F à 300⁰F, et qu’elle est équipée de trois puissants instruments principaux pour étudier la géologie, la composition et la structure des astéroïdes troyens. De plus, l’équipe a inclus des pièces de production avancées telles que des supports imprimés en 3D et des colliers de serrage fabriqués à partir de trois matériaux différents.

Les panneaux solaires massifs du vaisseau spatial Lucy ont terminé leurs premiers tests de déploiement en janvier 2021 à l'intérieur de la chambre à vide thermique du Lockheed Martin Space à Denver, Colorado.

Lockheed Martin a conçu, construit et testé Lucy, montrant ici les panneaux solaires massifs du vaisseau spatial après avoir terminé leurs premiers tests de déploiement. Image reproduite avec l’aimable autorisation de Lockheed Martin.

Cependant, Lucy n’est pas le premier vaisseau spatial interplanétaire à faire voler des pièces imprimées en 3D. En 2011, un autre orbiteur planétaire construit par Lockheed, appelé Juno, a entrepris d’explorer et d’étudier Jupiter, équipé d’une douzaine de supports de guide d’ondes imprimés en 3D en alliage de titane. L’orbiteur planétaire le plus éloigné de l’agence, jusqu’à présent, voyage toujours dans l’espace et poursuivra son enquête sur la plus grande planète du système solaire jusqu’en septembre 2025.

Pendant des années, Lockheed a intégré des composants de fabrication intelligents dans ses principales usines à travers les États-Unis. La société aérospatiale possède même son propre centre de fabrication d’impression 3D dédié en Californie, l’Additive Design and Manufacturing Center (ADMC). Créé pour combler le fossé entre la recherche et la fabrication, l’ADMC a utilisé les technologies 3D pour construire des composants pour l’exploration continue de l’espace par l’humanité, y compris des satellites militaires, des dômes imprimés en 3D pour les réservoirs de carburant à haute pression à bord des satellites et des pièces de vol pour l’espace missions, comme le vaisseau spatial Orion de la NASA qui devrait emmener des humains sur Mars. En 2018, le centre de recherche en impression 3D de 6 775 pieds carrés est devenu le premier à obtenir sa certification UL 3400 pour la fabrication additive, ayant respecté toutes les procédures de sécurité et d’atténuation des risques pour l’utilisation et la manipulation des imprimantes et des matériaux 3D.

Dans le cadre de son investissement continu dans l’impression 3D, Lockheed a dépensé 350 millions de dollars dans une installation de production de satellites à la pointe de la technologie, baptisée Gateway Center, dotée d’imprimantes 3D de qualité industrielle et d’une conception de réalité virtuelle. Même la division Skunk Works de l’entreprise, chargée de construire l’avion le plus expérimental au monde et les technologies de pointe dans le plus grand secret, utilise la FA pour améliorer les processus et les performances tout en réduisant les coûts. En outre, l’équipe a mis au point une variété de matériaux avancés et de technologies de fabrication pour créer ses concepts à grande vitesse et hypersoniques.

Après avoir travaillé sur la mission Lucy pendant plus de six ans, l’odyssée du vaisseau spatial a enfin commencé. Il se déplace maintenant à environ 67 000 milles à l’heure (108 000 kilomètres à l’heure) sur une trajectoire qui orbitera autour du Soleil et le ramènera vers la Terre en octobre 2022 pour une assistance gravitationnelle. Il faudra ensuite plusieurs années avant que Lucy n’atteigne le premier astéroïde troyen, mais le chercheur principal de la mission, Hal Levison, affirme que ces objets « valent la peine d’attendre et d’efforts » : en raison de leur immense valeur scientifique, « ils sont comme des diamants dans le ciel. « 

Tout comme le squelette de Lucy, vieux de 3,2 millions d’années, a fondamentalement changé notre compréhension de l’évolution humaine, cette mission vise à changer la façon dont nous comprenons comment les planètes, y compris la Terre, se sont formées. Aucune autre mission spatiale dans l’histoire n’a été lancée vers autant de destinations différentes en orbite indépendante autour de notre soleil, et le fait qu’elle tire parti de la FA est une preuve continue de l’importance des technologies additives pour l’industrie spatiale et pour éventuellement révolutionner l’exploration extraterrestre. .

Au moment de la rédaction de cet article, la NASA a annoncé qu’un seul des panneaux solaires s’était complètement déployé, tandis que l’autre n’était que partiellement déployé. En conséquence, Lucy s’installait dans une vitesse de croisière en orbite autour de la Terre tandis que les meilleurs experts de la NASA essayaient de trouver un moyen de résoudre le problème.



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