En 2007, des débris spatiaux ont percé le panneau du radiateur de la navette spatiale américaine Endeavour. Le programme de navettes a pris fin en 2011, mais le problème des débris s'est intensifié alors que nous lançons davantage de constellations de satellites, de télescopes et de vaisseaux spatiaux. Des scientifiques chinois ont conçu un nouveau matériau en aluminium inspiré de la coquille d'œuf qui pourrait offrir une protection renforcée contre les fragments de débris, selon un nouvel article dans le Journal of Applied Physics.

Les coquilles d'œuf fascinent depuis longtemps les scientifiques par leurs propriétés mécaniques. En 2012, l'ingénieur mécanique du MIT Pedro Reis a coécrit un article démontrant le lien entre la géométrie ovoïde d'un œuf et sa rigidité. Reis a commencé à étudier les coquilles d'œuf après avoir participé à une démonstration de physique populaire : marcher sur des cartons d'œufs sans les casser. La clé était d'aligner les œufs avec leur extrémité étroite vers le haut et de répartir le poids sur toute la surface.

Dans les années 1950 et 1960, l'industrie aérospatiale a trouvé utile la résistance à l'éclatement des coquilles d'œuf pour l'analyse de défaillance des coques métalliques des avions. Une coquille d'œuf est principalement composée de cristaux de carbonate de calcium incrustés dans une matrice protéique, renforcée par une fine membrane interne de collagène. Plus tôt cette année, la collègue de Reis au MIT, Tal Cohen, a testé l'hypothèse selon laquelle laisser tomber les œufs verticalement est préférable, constatant que les œufs tombant horizontalement absorbent plus d'énergie et se fissurent moins fréquemment.

Un rapport de la NASA de 2021 a estimé qu'il y avait environ 34 000 débris de plus de 10 centimètres en orbite terrestre basse, 900 000 débris entre 1 cm et 10 cm, et 128 millions de débris de moins de 1 cm. Même les petits débris peuvent endommager les vaisseaux spatiaux en raison des vitesses élevées. Les vaisseaux spatiaux sont généralement protégés par des boucliers Whipple, mais le nouveau matériau inspiré de la coquille d'œuf pourrait offrir une meilleure protection.

Entités clés : Personnes : Pedro Reis, Tal Cohen

FAQ : Comment le matériau inspiré de la coquille d'œuf protège-t-il les vaisseaux spatiaux ?

Le nouveau matériau en aluminium imite la structure de la coquille d'œuf, qui résiste à l'éclatement grâce à ses cristaux de carbonate de calcium dans une matrice protéique. Il s'est avéré plus efficace en résistance aux chocs lorsqu'il a été imprimé en 3D sous forme de matrices de coquilles d'œuf remplies d'eau.

FAQ : Comment le matériau inspiré de la coquille d'œuf protège-t-il les vaisseaux spatiaux ?

Le nouveau matériau en aluminium imite la structure de la coquille d'œuf, qui résiste à l'éclatement grâce à ses cristaux de carbonate de calcium dans une matrice protéique. Il s'est avéré plus efficace en résistance aux chocs lorsqu'il a été imprimé en 3D sous forme de matrices de coquilles d'œuf remplies d'eau.