Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont mis au point un moyen de créer des capteurs à plasma à faible coût, qui sont les premiers à être entièrement fabriqués numériquement, pour les engins spatiaux en orbite. Contrairement aux capteurs à plasma qui sont fabriqués dans une salle blanche, les capteurs imprimés en 3D peuvent être produits pour quelques dizaines de dollars en quelques jours. En raison de leur faible coût et de leur rapidité de production, les capteurs de plasma imprimés en 3D, également appelés analyseurs de potentiel de retardement (RPA), sont idéaux pour les CubeSats, qui sont utilisés pour surveiller l’environnement ou prévoir la météo.
Dans les satellites, ces capteurs de plasma sont utilisés pour déterminer la composition chimique et la distribution de l’énergie ionique de l’atmosphère. Les satellites peu coûteux, de faible puissance et légers sont souvent utilisés pour la communication et la surveillance de l’environnement dans la haute atmosphère terrestre.
En conséquence, les capteurs ont été créés avec des formes complexes, en utilisant un matériau vitrocéramique, qui peut résister aux grandes variations de température qu’un vaisseau spatial rencontrerait en orbite terrestre basse. Les capteurs à plasma peuvent aider les scientifiques à prévoir le temps ou à étudier le changement climatique.
Luis Fernando Velasquez-Garcia, chercheur principal au Microsystems Technology Laboratories (MTL) du MIT et auteur principal d’un article présentant les capteurs à plasma, a déclaré : “La fabrication additive peut faire une grande différence dans l’avenir du matériel spatial. Certaines personnes pensent que lorsqu’on imprime quelque chose en 3D, on doit concéder moins de performances. Mais nous avons montré que ce n’est pas toujours le cas. Parfois, il n’y a rien à concéder.”
Ces capteurs à plasma comportent une série de mailles chargées électriquement, parsemées de minuscules trous. Lorsque le plasma passe à travers les trous, les électrons et autres particules sont arrachés et il ne reste que des ions. Ces ions créent un courant électrique que le capteur mesure et analyse.
Velasquez-Garcia a ajouté : “Lorsque vous fabriquez ce capteur en salle blanche, vous n’avez pas le même degré de liberté pour définir les matériaux et les structures et leur interaction. Ce qui a rendu cela possible, ce sont les derniers développements en matière de fabrication additive.”
L’étude a été publiée dans Additive Manufacturing.
