Space radiation superconducting shield
Space radiation superconducting shield

Aimant toroïdal à 12 bobines entourant la partie habitable du vaisseau spatial.

Pour envoyer un équipage humain vers Mars, il faudra limiter l’impact des rayonnements ionisants sur le corps humain afin de minimiser le risque de cancer mortel. Les sources de doses reçues dans l'espace sont essentiellement les particules chargées émises par le soleil et les rayons cosmiques galactiques. Alors que des stratégies de blindage existent pour les particules solaires, concevoir un blindage efficace pour les rayons cosmiques est plus difficile. La solution retenue pour protéger la partie habitée d’un vaisseau spatial est de dévier les trajectoires des particules chargées en produisant un champ magnétique statique à l’aide de grands aimants supraconducteurs toroïdaux. Ce système de blindage magnétique requiert des technologies critiques (poids minimal de l’aimant, fiabilité de fonctionnement et de refroidissement) qu’il s’agit de développer et de valider. Le projet européen SR2S (Space Radiation Superconducting Shield ; www.sr2s.eu) s’est attaché à accroître le niveau de ces technologies. Sur trois ans, plusieurs configurations ont été étudiées dont celle d’un aimant toroïdal, similaire à celui du grand détecteur Atlas sur le LHC au Cern (3D ci-dessus), qui produit le champ de blindage souhaité tout en créant un champ quasiment nul dans l’habitacle situé au centre. Les deux principales tâches du SACM ont été d’étudier la protection et le refroidissement cryogénique d’un tel système magnétique : 10 m de long et 5 m de diamètre interne.

 

laboratoire a proposé un système de protection innovant basé sur des switchs supraconducteurs et une partition ad-hoc des bobinages composant l’aimant. Sur cette base, lors d’un éventuel quench, la température de l’aimant remonte seulement jusqu’à 170 K sans subir de dommage. Le système de refroidissement utilise une combinaison de technologies spatiales et cryogéniques (3D ci-dessous). Ne recevant in fine qu’une dizaine de watts, l’aimant sera refroidi directement par des cryogénérateurs via des liens thermiques conductifs. Il est également nécessaire d’intercepter la chaleur rayonnée depuis l’habitacle humain, maintenu à 300 K, par un écran maintenu à une température d’environ 80 K. Pour cela, nous avons opté pour des systèmes de refroidissement indépendant de la gravité afin de distribuer la puissance des cryogénérateurs sur l’ensemble de l’écran. Le système retenu est un caloduc oscillant multicanaux actuellement en test au SACM (voir section Caloducs Oscillants).

 

 
Space radiation superconducting shield

Concept Cryogénique de SR2S.

#4082 - Màj : 07/11/2019

 

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