Des engrenages pour la lune de Jupiter
La Nasa teste des engrenages qui fonctionne parfaitement sans lubrifiant à -200°C. Ils seraient bien utiles pour les équipements spatiaux soumis à de très basses températures, tel le Rover d’exploration sur Mars qui dépense une partie de son énergie à réchauffer ses engrenages. Mais les chercheurs ont en tête la future mission Europa, qui se propose d’aller explorer la lune glacée de la planète Jupiter.
Dans le genre milieu extrême, l’espace, on ne fait pas mieux : -60°C en moyenne sur Mars, avec des pointes à -130°C. Et c’est dans cet environnement que des équipements venus de la Terre doivent conserver fiabilité et précision. Le rover Curiosity d’exploration sur Mars, par exemple, décharge une partie de ses batteries à tenir au chaud le lubrifiant de ses engrenages. Autant d’énergie qui n’est pas disponible pour les instruments scientifiques de la mission…
C’est pour s’attaquer à ce problème, qui va devenir crucial pour de futures missions, telle l’exploration de la lune glacée de Jupiter – Europa, que des chercheurs du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la Nasa misent sur des engrenages très innovants, réalisés en verres métalliques. Des alliages de métaux, refroidis suffisamment vite après fusion pour être figés sous une forme non cristalline, amorphe comme un verre. Ces verres métalliques ont l’avantage de ne pas devenir fragiles à très basse température. Les ingénieurs de la Nasa en ont fait des engrenages, et les ont testés : ils fonctionnent parfaitement, sans lubrifiant, même à -200°C.
Les robots humanoïdes sont intéressés
Les verres métalliques utilisés, à base de zirconium et de titane, ont un autre intérêt : ils peuvent être mis en forme par moulage, comme un plastique. Ce qui permet d’obtenir des pièces de précision pour un coût unitaire plus faible que par usinage – à condition d’en produire suffisamment. Et là, les chercheurs du JPL ont en vue des engrenages de précision utilisés dans l’espace depuis des décennies (1971 : le rover de la mission lunaire Apollo 15). Ces engrenages dits « à onde de déformation », très performants et très chers, sont réalisés en aciers. Passer aux verres métalliques permettrait d’en fabriquer des quantités, par moulage, à moindre coût. Du coup, cette technologie pourrait faire son chemin dans des applications plus larges, sur Terre, notamment en robotique humanoïde.
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