Tissu acoustique détectant les micrométéorites et collectant la poussière spatiale

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

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

La fibre acoustique visait à construire des fibres et tissus de nouvelle génération pour les uniformes de soldats et l'équipement de combat qui pourraient détecter une variété de paramètres physiologiques tels que la fréquence cardiaque et la respiration ainsi que des sons externes comme les coups de feu et les explosions. Les télescopes traditionnels utilisent la lumière pour apprendre sur des objets distants ; ce tissu utilise l'analyse de la poussière spatiale pour apprendre 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, voire hypersoniques, et permet aux chercheurs d'imager et d'analyser leur impact sur des matériaux cibles — a été utilisé pour démontrer que le système de tissu pouvait mesurer avec précision l'impulsion de petites particules voyageant à des centaines de mètres par seconde.

Les scientifiques testent maintenant la sensibilité du tissu acoustique pour les impacts de microparticules avec une cinématique similaire à certains types de poussière spatiale à haute vélocité. Simultanément, les chercheurs évaluent la résilience du capteur à fibre dans l'environnement difficile de l'orbite terrestre basse sur la Station Spatiale Internationale.

Pour ce lancement initial, 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 sur le laboratoire orbital pendant un an afin de déterminer dans quelle mesure ces matériaux survivent à l'environnement difficile de l'orbite terrestre basse.

La surface blanche de la Station Spatiale Internationale est en fait un matériau de tissu protecteur appelé Beta cloth, un tissu en fibre de verre imprégné de Téflon conçu pour protéger les vaisseaux spatiaux et les combinaisons spatiales de la sévérité des éléments à plus de 400 km au-dessus de la surface terrestre.

L'équipe de recherche croit que le tissu acoustique pourrait mener à des tissus de grande surface qui mesurent avec précision l'impulsion sur les vaisseaux spatiaux des micrométéorites et débris spatiaux voyageant à des kilomètres par seconde. Les tissus intelligents pourraient 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 et en cartographiant ensuite ces données vers des actionneurs haptiques sur la peau du porteur.

Lorsque les échantillons reviendront sur Terre pour l'analyse post-vol, les chercheurs mesureront toute érosion due à l'oxygène atomique, décoloration due au rayonnement ultraviolet et changements de performance du capteur à fibre après un an de cyclage thermique.