Des chercheurs explorent le refroidissement de l’énergie nucléaire grâce à une subvention de la NASA

Le projet Additive Vehicle-Embedded Cooling Technologies de Cornell est financé par la NASA pour faire progresser l'avenir de l'exploration spatiale, y compris les missions utilisant l'énergie nucléaire.

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Alors que l'exploration spatiale devient plus ambitieuse, les chercheurs de Cornell Engineering utilisent une subvention de la NASA pour étudier les technologies des systèmes énergétiques vitaux qui permettront aux missions de durer plus longtemps et d'aller plus loin, y compris les missions utilisant l'énergie nucléaire.

Une subvention de recherche sur les technologies spatiales de la NASA annoncée le 1er décembre finance un projet baptisé AdVECT – Additive Vehicle-Embedded Cooling Technologies – dirigé par Sadaf Sobhani, professeur adjoint à la Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering. Les co-chercheurs de la subvention comprennent la professeure adjointe Elaine Petro et l'associé de recherche principal Andrew van Paridon, tous deux de l'école Sibley.

Le projet vise à produire de nouvelles technologies de rejet de chaleur en céramique adaptées aux systèmes d'énergie nucléaire, notamment la puissance de surface par fission, qui pourrait un jour permettre le fonctionnement d'une base lunaire, et la propulsion électrique nucléaire, qui pourrait propulser efficacement des fusées vers Mars.

Sobhani et ses collaborateurs développeront de nouvelles résines céramiques et techniques de fabrication additive pour imprimer en 3D des composants tels que des radiateurs en céramique poreuse avec caloduc intégré. L'imagerie aux rayons X, l'analyse thermique et les tests en chambre à vide seront utilisés pour optimiser la résistance mécanique et d'autres propriétés de la céramique.

L’objectif est de surmonter les limites des technologies de refroidissement actuellement utilisées pour l’exploration spatiale, telles que les radiateurs dotés de caloducs encapsulés dans du métal, qui sont relativement lourds et gêneraient les missions futures. Selon Sobhani, les alternatives plus légères en composite de carbone sont difficiles à intégrer dans les radiateurs à haute température et peuvent ne pas être suffisamment durables pour résister aux environnements spatiaux difficiles.

"Les technologies céramiques de rejet de chaleur sont légères, hautes températures et mécaniquement robustes", a déclaré Sobhani, dont le groupe de recherche se concentre sur les technologies de gestion de l'énergie. "En tirant parti de la fabrication additive, nous sommes en mesure d'étendre davantage ces avantages en permettant une intégration transparente entre les caloducs et d'autres composants."

Sobhani a ajouté que les systèmes de refroidissement en céramique peuvent également augmenter la tolérance au gel et au dégel des tuyaux en incorporant des liquides de refroidissement que seule la céramique peut gérer.

« Les systèmes nucléaires contribueront à permettre les futures missions spatiales habitées et non habitées. Nous sommes impatients de contribuer au développement d’une nouvelle approche de gestion thermique de ces futurs systèmes », a déclaré Sobhani.

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