MEESST
Refroidissement d’un aimant supraconducteur pour démonstrateur de véhicule spatial

MEESST

Refroidissement d’un aimant
supraconducteur pour démonstrateur
de véhicule spatial

Système magnétohydrodynamique (MHD) de contrôle du plasma à la surface des véhicules spatiaux de rentrée dans l’atmosphère.

Lorsqu’un vaisseau spatial pénètre à très grande vitesse dans l’atmosphère terrestre ou d’ailleurs, l’environnement d’entrée produit des charges thermiques extrêmement élevées de l’ordre du MW/m2 à la surface du vaisseau. Cela représente l’une des phases les plus critiques des missions spatiales.

Des gaz partiellement ionisés forment alors une enveloppe de plasma autour du véhicule spatial, empêchant le passage des signaux radiofréquences et entraînant une panne de communication pouvant durer en moyenne 5 minutes.

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Une solution applicative des principes de la magnétohydrodynamique

Basé sur un consortium international composé d’universités, de PME, d’instituts de recherche et de l’industrie, le projet MEESST (MHD Enhanced Entry System for Space Transportation) répond aux problématiques d’entrée dans l’atmosphère d’un vaisseau spatial en proposant une solution applicative des principes de la magnétohydrodynamique (MHD). Cette technique permet d’influencer la dynamique du plasma entourant le vaisseau spatial.

Cette nouvelle technologie vise à :

La validation du principe de MEESST sera effectuée expérimentalement et numériquement par des tests réalisés à l’Institut Von Karman (VKI, Belgique), pour les essais de communication et à l’Institut des Systèmes Spatiaux (IRS, Allemagne), pour les essais thermiques.

L’objectif : améliorer considérablement les capacités de prédiction numérique, d’atténuation de la charge thermique et du phénomène de coupure de communication. Les simulations numériques se basent sur de nouvelles méthodes de lancer de rayons et des modèles de plasma améliorés, intégrant l’impact du champ magnétique généré par les aimants.

Ces efforts expérimentaux et de modélisation serviront également pour d’autres applications comme l’imagerie radar, la surveillance ou encore la navigation GPS.

Le projet MEESST regroupe 11 partenaires :

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Une solution applicative des principes de la magnétohydrodynamique

Basé sur un consortium international composé d’universités, de PME , d’instituts de recherche et de l’industrie, le projet MEESST (MHD Enhanced Entry System for Space Transportation) répond aux problématiques mentionnées précédemment en proposant une solution applicative des principes de la magnétohydrodynamique (MHD). Cette technique permet d’influencer la dynamique du plasma entourant le vaisseau spatial.

Cette nouvelle technologie vise à :

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La validation du principe de MEESST sera effectuée expérimentalement et numériquement par des tests réalisés à l’Institut Von Karman (VKI, Belgique), pour les essais de communication et à l’Institut des Systèmes Spatiaux (IRS, Allemagne), pour les essais thermiques.

L’objectif : améliorer considérablement les capacités de prédiction numérique, d’atténuation de la charge thermique et du phénomène de coupure de communication. Les simulations numériques se basent sur de nouvelles méthodes de lancer de rayons et des modèles de plasma améliorés, intégrant l’impact du champ magnétique généré par les aimants.

Ces efforts expérimentaux et de modélisation serviront également pour d’autres applications comme l’imagerie radar, la surveillance ou encore la navigation GPS.

Le projet MEESST regroupe 11 partenaires :

Absolut System, partenaire clé apportant son expertise cryogénique

Absolut System, partenaire clé apportant son expertise cryogénique

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Partenaire du projet MEESST, Absolut System fabrique et fournit le système de refroidissement, basé sur une boucle de circulation cryogénique.

Ce système sert au refroidissement de l’aimant supraconducteur, qui maintenu à 30 K, permet de générer un champ magnétique capable de repousser le plasma. L’intégration de l’aimant dans le cryostat est aussi réalisée par Absolut System.

L’objectif est de développer un prototype pour démontrer les capacités de MEESST à :

Ce prototype, inséré dans les chambres à plasma de l’IRS pour les mesures thermiques et celle de VKI pour les mesures de communication radio, est voué à simuler la rentrée dans l’atmosphère des véhicules spatiaux.

Financé par la Commission Européenne via le programme Future and Emerging Technologies (FET) d’Horizon 2020, il vise à faire la transition vers des systèmes d’entrée plus réutilisables et plus rentables. Déjà bien avancé en phase de recherche préliminaire et de conception, ce projet prendra fin en mars 2024.