Le tissu intelligent détecte et collecte la poussière spatiale

Des chercheurs ont mis au point un tissu acoustique si sensible aux vibrations qu'il peut détecter les impacts de particules spatiales microscopiques à grande vitesse. Une application terrestre de ces tissus pourrait être la détection d'explosions et, à l'avenir, servir de microphones sensibles pour la détection directionnelle des coups de feu.

Le système de tissu contient des fibres sensibles aux vibrations étirées thermiquement qui sont capables de convertir l'énergie mécanique des vibrations en énergie électrique. Lorsque des micrométéoroïdes ou des débris spatiaux frappent le tissu, le tissu vibre et la fibre acoustique génère un signal électrique.

La fibre acoustique visait à créer des fibres et des tissus de nouvelle génération pour les uniformes des soldats et les équipements de combat capables de détecter une variété de paramètres physiologiques tels que la fréquence cardiaque et la respiration ainsi que des sons externes tels que des coups de feu et des explosions. Les télescopes traditionnels utilisent la lumière pour en savoir plus sur les objets éloignés; ce tissu utilise l'analyse de la poussière spatiale pour en savoir plus sur l'espace.

Le réseau de test d'impact de particules induit par laser - qui utilise des lasers pour accélérer de minuscules particules à des vitesses supersoniques ou même hypersoniques et permet aux chercheurs d'imager et d'analyser leur impact sur les matériaux cibles - a été utilisé pour démontrer que le système de tissu pouvait mesurer avec précision l'impulsion de petites particules se déplaçant à des centaines de mètres par seconde.

Les scientifiques testent actuellement la sensibilité du tissu acoustique aux impacts de microparticules ayant une cinématique similaire à certains types de poussières spatiales à grande vitesse. Simultanément, les chercheurs évaluent la résilience du capteur à fibre vis-à-vis de l'environnement hostile de l'orbite terrestre basse de la Station spatiale internationale.

Pour ce premier lancement, l'équipe de recherche a envoyé un échantillon de tissu de 10 × 10 cm à la Station spatiale internationale où il a été installé sur un mur extérieur, exposé aux rigueurs de l'espace. L'échantillon de tissu restera dans le laboratoire orbital pendant un an afin de déterminer dans quelle mesure ces matériaux résistent à l'environnement hostile de l'orbite terrestre basse.

La surface blanche de la Station spatiale internationale est en fait un tissu de protection appelé tissu Beta, une fibre de verre imprégnée de téflon conçue pour protéger les engins spatiaux et les combinaisons spatiales de la violence des éléments à plus de 250 miles au-dessus de la surface de la Terre.

L'équipe de recherche pense que le tissu acoustique pourrait conduire à des tissus de grande surface qui mesurent avec précision l'impulsion sur les engins spatiaux des micrométéoroïdes et des débris spatiaux se déplaçant à des kilomètres par seconde. Les tissus intelligents peuvent également aider à fournir aux astronautes un sens du toucher à travers leurs combinaisons pressurisées en fournissant des données sensorielles de l'extérieur de la combinaison, puis en mappant ces données sur des actionneurs haptiques sur la peau du porteur.

Lorsque les échantillons reviendront sur Terre pour une analyse après le vol, les chercheurs mesureront toute érosion due à l'oxygène atomique, la décoloration due au rayonnement ultraviolet et les modifications des performances du capteur à fibre après un an de cycle thermique.