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14/ 11/ 2009
Un carburant pour fusée à base de nanoparticules d aluminium et d eau
Si vous plongez un morceau d'aluminium dans de l'eau, rien de spécial va se produire. Cependant, mélangez des nanoparticules de ce métal avec de la glace et vous obtenez une belle explosion. C'est ce principe qui est utilisé pour la propulsion d'une fusée.
| Catégorie | Niveau de difficulté de compréhension |
|---|---|
 Astronomie |
 difficile |
Des scientifiques de l'université de Purdue ont ainsi créé un nouveau carburant qui a le grand avantage d'être plus écologique. Ils ont envoyé une fusée dans les airs (quelques centaines de mètres de hauteur) avec l'aide de ce carburant.
Fusée glace + aluminum
Cette recherche tombe donc à pic au moment où la NASA vient de clamer haut et fort que l'on vient de vérifier que la Lune contient beaucoup plus d'eau que l'on ne pouvait espérer.
On peut imaginer que ce carburant innovant deviendra potentiellement utile pour des missions vers Mars ou la Lune tout en réduisant la quantité de carburant embarqué.
Un des professeurs de cette université précise que :
l'on peut théoriquement obtenir de très hautes températures en utilisant de l'aluminium et de la glace mais qu'en pratique la cinétique de la réaction est bien trop lente et que la réaction est très difficile à enclencher.
L'idée a donc été de réduire l'aluminium en tous petits morceaux, si petits qu'ils atteignent une taille nanoscopique. La réaction est alors bien plus facile à lancer.
Il se trouve qu'il y a déjà de l'aluminium au sein de la poudre des boosters de la navette spatiale américaine. La différence entre l'ancien carburant fait d'aluminium et le nouveau est bien cette taille de particules.
Réaction exothermique avec aluminium
Jusqu'à présent, la taille des particules étaient de l'ordre du micron. Cette fois, on atteint les 80 nanomètres en moyenne.
Il n'y a cependant aucune lame capable de réduire l'aluminium à une telle taille. Il est nécessaire d'utiliser un plasma brûlant pour créer une vapeur d'aluminium inerte et on peut alors procéder à une condensation pour créer un oxyde.
Le résultat est alors une poudre noire. La glace d'aluminium a été nommée ALICE (AL-ICE) et on peut la comprimer en une barre solide qui est stable.
Faire plus petit que 80 nanomètres ne permet pas une oxydation suffisante à la surface de chaque particule et la puissance obtenue lors de la combustion est donc optimale à cette taille-ci.
Un essai cet été avec une fusée a permis de vérifier qu'un “tube” d'une vingtaine de cm et d'une dizaine de cm de diamètre permet d'atteindre environ 400 mètres de haut et une vitesse de plus de 300 m/s.
La performance est encore un peu inférieure à ce qu'obtient une fusée de carburant solide mais les autres avantages de ce carburant peuvent le rendre plus intéressant.
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En effet, on sait à présent que la glace existe sur Mars et sur la Lune. On pourrait dont théoriquement fabriquer du “ALICE” sur place et ne pas avoir à emporter le carburant pour le trajet retour, ce qui serait extrêmement coûteux.
L'aspect écologique d'ALICE est un autre aspect intéressant.
Le carburant solide des boosters de la navette spatiale produit environ 230 tonnes d'acide chlorhydrique à chacun des vols. ALICE ne produit que de l'oxyde d'aluminium et du gaz hydrogène.
Des tests complémentaires doivent vérifier que le carburant est capable de rester stable dans différentes conditions de températures et de pressions.
Source 1 :Actualité originale (pop-up, anglais)
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