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Le rôle critique de Parylène dans la mission spatiale Hayabusa2
En décembre 2014, le vaisseau spatial Hayabusa2, conçu et exploité par l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale (JAXA), a été lancé depuis le centre spatial de Tanegashima au Japon. Sa mission était, et est, de se rendre sur l’astéroïde Ryugu, de collecter des échantillons de la surface et de l’intérieur de l’astéroïde et de ramener ces échantillons sur terre.
Après son lancement réussi, le vaisseau spatial s’est aventuré dans un voyage de trois ans et demi, atteignant l’orbite de Ryugu en juin 2018, à 290 000 000 km (180 millions de miles). À son arrivée, le vaisseau spatial a étudié et cartographié la surface de Ryugu à une distance d’environ 12 miles (20 km). En février 2019, le premier atterrissage a eu lieu sur l’astéroïde pour collecter des échantillons directement à sa surface. Cinq mois plus tard, un deuxième atterrissage a permis à la mission de collecter du matériau plus profondément à l’intérieur de l’astéroïde. Bien que la surface de l’astéroïde ait été soumise aux intempéries du soleil depuis la formation du système solaire, les échantillons souterrains sont dans un état vierge et devraient contenir des données matérielles précieuses qui pourraient en dire plus sur l’origine du système solaire. Une capsule contenant les échantillons est revenue sur terre en décembre 2020. Hayabusa2 a depuis poursuivi une mission prolongée où il effectuera des observations d’exoplanètes et un rendez-vous avec un autre astéroïde en 2031.
Montés à l’intérieur du vaisseau spatial Hayabusa2 se trouvent 20 circuits imprimés utilisés dans ses caméras numériques et analogiques. Les circuits imprimés sont recouverts de revêtements conformes en Parylène de SCS pour les protéger des contraintes environnementales incessantes de la pression atmosphérique, des barbes métalliques et du dégazage subis lors du lancement, tout au long du voyage et pendant le fonctionnement.
Bien qu’ils ne soient pas un problème une fois dans l’espace, les changements drastiques de la pression atmosphérique lors du lancement initial et du voyage dans l’espace peuvent avoir des effets destructeurs sur de nombreux revêtements. Étant donné que les revêtements de Parylène sont appliqués sous forme de gaz sous vide, il n’y a pas de vides dans le revêtement pour que l’air s’échappe et présente des voies de défaillance.
Alors que le placage métallique est plus sûr que le plomb pour l’environnement, la technologie est devenue connue pour former des barbes, vraisemblablement provoquées par des contraintes mécaniques et thermiques. Ces barbes, à leur tour, peuvent causer des problèmes de fiabilité des systèmes électroniques. Généralement d’un millimètre ou moins, elles peuvent provoquer des arcs électriques, des courts-circuits, des débris et une contamination pouvant interférer avec l’optique et l’électronique. Bien qu’aucune méthode n’ait été prouvée pour garantir la prévention des barbes sur le placage métallique, il a été démontré que les Parylènes bloquent leur formation. Étant donné que les Parylènes sont véritablement conformes et fournissent une épaisseur de revêtement conforme uniforme sur le dessus, les côtés et les coins des substrats, chaque zone du produit revêtu reçoit une protection et une suppression égales des barbes métalliques, cruciales dans l’aérospatiale. SCS Parylene C et Parylene HT® ont été régulièrement sélectionnés par les fabricants pour leurs capacités d’atténuation des barbes métalliques ainsi que pour leur capacité à augmenter la fiabilité globale des composants dans l’industrie aérospatiale.
L’exposition à divers gaz peut également poser un défi pour l’aérospatiale. Connus dans l’industrie sous le nom de dégazage, les gaz libérés des matériaux peuvent recouvrir des composants électroniques délicats et entraîner une dégradation et une éventuelle défaillance. En conséquence, les revêtements spatiaux doivent non seulement protéger le substrat mais doivent éviter d’endommager par inadvertance d’autres instruments et composants. En bref, les revêtements utilisés doivent être ceux classifiés comme matériaux à faible dégazage.
La détermination de l’aptitude d’un matériau à fonctionner dans l’espace a été entreprise par le Jet Propulsion Laboratory aux États-Unis et les résultats ont été publiés sur outgassing.nasa.gov. Pour être considéré comme un matériau à faible dégazage, les résultats des tests doivent répondre à deux critères : une perte de masse totale (TML) maximale de 1 % et une quantité maximale de matériau condensable volatil (CVCM) collecté de 0,10 %. Le Parylène C, le Parylène C accompagné d’un système exclusif de promotion de l’adhérence (AdPro Plus®, AdPro Poly®) et le Parylène HT, ont été testés et se situent bien en dessous des limites indiquées, confirmant leur utilisation en tant que matériaux à faible dégazage.
SCS est fier d’avoir été sélectionné pour fournir des revêtements conformes en Parylène à la mission spatiale Hayabusa2 et pour jouer un rôle dans l’étude de l’astéroïde Ryugu. Les Parylènes à faible dégazage peuvent bénéficier le but de vos applications en protégeant les composants des changements de pression atmosphérique tout en supprimant les barbes métalliques grâce à leurs propriétés et avantages robustes. De plus, les revêtements en Parylène ultra-légers, uniformes et sans pores offrent d’excellentes propriétés de protection pour offrir des performances maximales dans les environnements les plus impitoyables. Pour en savoir plus sur les revêtements en Parylène et sur la façon dont ils peuvent protéger vos composants aéronautiques ou astronautiques, contactez Tim Seifert au +1.317.244.1200, ext. 0220, ou tseifert@scscoatings.com.
Global Coverage Numéro 90, Automne 2021
