Comportement des matériaux en ambiances spatiale et planétaire Ambiance spatiale
Les propriétés optiques, thermo-optiques, mécaniques et électriques des matériaux constituant les satellites sont dégradées par l'environnement orbital caractérisé par :
l’ultravide et les températures extrêmes (permanentes ou cyclées) auxquelles sont soumis les revêtements thermo-optiques de surface.
les espèces chimiques présentes de façon naturelle (oxygène atomique en orbite basse terrestre) ou molécules organiques dues au dégazage (contaminations produites par le satellite lui même).
les rayonnements ultraviolets solaires très énergétiques de l’espace comme les UVA, UVB et UVC (ce dernier est inconnu sur terre au niveau du sol car bloqué par l’atmosphère).
les rayonnements ionisants (électrons et protons) issus :
du vent solaire (celui-ci peu énergétique dégrade les surfaces exposées dans la direction du soleil lors de missions interplanétaires).
des ceintures de radiation qui sont des "réservoirs" dus au champ magnétique de la planète dans lequel les particules sont piégées puis accélérées. Par exemple les satellites en orbite géostationnaire terrestre traversent les ceintures de radiation et sont par conséquent soumis à l’irradiation des particules piégées.
les micrométéorites naturels et les débris spatiaux dus à des fragments issus de satellites sont des objets très rapides et donc très énergétiques. Ils sont d’autant plus nombreux qu’ils sont petits, dégradent en particulier les panneaux solaires et à partir de tailles proches du millimètre mettent en péril l’intégrité des systèmes spatiaux pressurisés et habités.
Les dégradations qui ont lieu dans l’espace sont reproduites en accéléré au laboratoire à partir d’expériences de simulation de l’environnement spatial. Les études effectuées permettent d’élaborer des modèles semi-empiriques et par exemple de quantifier les dégradations de :
l ’absorptance solaire et de l’émissivité infrarouge de revêtements thermo-optiques tels que des peintures, des films métallisés, des miroirs.
la transmission optique comme le cas des fenêtres transparentes qui couvrent les cellules solaires.
la tenue mécanique de films polymères caractérisée par la mesure du module élastique et l’amortissement.
Des mesures en vol, (hier station russe MIR, satellite technologique américain LDEF ou demain MEDET sur la station internationale ISS) et des analyses de cas sont utilisées pour vérifier le bien fondé des hypothèses simplificatrices qui sont faites.
