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Miniaturized Flow Control Unit

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Aller dans l'espace en réduisant la taille et le coût

La miniaturisation a toujours été une question importante dans les technologies spatiales, car les poids doivent toujours être réduits. Un nouveau débitmètre pour gaz nobles comme le xénon permet de produire une propulsion électrique pour de petites missions.

Changement climatique et Environnement

Les systèmes de propulsion électrique devraient jouer un rôle de plus en plus important à l'avenir pour l'exploration des planètes, ainsi que pour les satellites commerciaux et militaires en orbite terrestre basse. Ces systèmes ont besoin de bien moins d'agent propulseur pour produire la même augmentation de vélocité de l'engin spatial. L'agent propulseur est éjecté jusqu'à 20 fois plus vite qu'à partir des propulseurs chimiques. Ainsi, si les propulseurs chimiques peuvent éjecter des quantités énormes d'agent propulseur, les moteurs électriques fonctionnent avec de tous petits flux, de sorte qu'ils peuvent pousser un engin spatial très doucement. Le contrôle du flux d'agent propulseur à faible pression depuis le stockage à haute pression est réalisé grâce à un ensemble de dispositifs de débitmètres de pression. Le projet µFCU («Miniaturised flow control unit»), financé au titre du 7e PC, a proposé un débitmètre adapté aux systèmes de micropropulsion électrique. Les partenaires du projet µFCU ont fourni des composants qui avaient été développés en Europe pour des applications de terrain en médecine ou dans les industries chimiques. L'utilisation de technologies existantes présentait l'avantage de réduire les coûts de manière significative et permettait de gagner du temps dans la conception du débitmètre miniaturisé. Ces composants avaient présenté au moins les mêmes performances que ceux de concurrents des États-Unis, ou les avaient même dépassées. Les gaz nobles, et le xénon en particulier, sont des agents propulseurs privilégiés pour les systèmes de propulsion électrique, parce qu'ils ne sont pas corrosifs. Le système µFCU a été conçu pour s'adapter aux systèmes de propulsion électrique existants sans changer leur concept de fonctionnement global. La masse totale du système µFCU est inférieure à 60 g, à comparer aux technologies existantes qui pèsent environ 400 g. Le système µFCU couvre une large gamme de températures, allant de –40° C à +110° C et il est tolérant à une surpression de flux en entrée allant jusqu'à 4 fois la pression nominale de 2,2 bars. Le système µFCU a été conçu à partir des besoins des clients qui ont soutenu le projet en définissant des missions spatiales de référence. Par ailleurs, le consortium de projet réunissant des partenaires de différents pays européens a permis à l'industrie spatiale européenne de devenir leader dans le domaine des systèmes de contrôle des fluides gazeux dans l'espace.

Mots‑clés

Technologie spatiale, débitmètre, gaz noble, xénon, propulsion électrique, orbite terrestre basse, satellite, agent propulseur, valve

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