Heliumtanken i översta steget av Ariane 3 som lanserades 1985 återfanns i Uganda 2002 efter återinträde. Smält aluminiumstänk upptäcktes på tanken, vilka har identifierats som avlagringar från lokala fästen.
ESA och CNES (den franska rymdorganisationen) vill ytterligare undersöka hur stänken orsakades och de potentiella effekterna på material av titan och rostfritt stål genom att för första gången återskapa denna extrema miljö och återinträdesscenario på labbskala.
Dr. Yunus Azakli, teknisk ledare för materialupptäckt och prototypframställning, anpassade Arcast SC100 vid Royce Discovery Center, Sheffield, för att släppa smält aluminium på skivor av Ti-6Al-4V och 316L som hade värmts upp av en specialdesignad miniugn att återskapa Ariane 3-materialet som hittades 2002 efter dess återinträde.
Förhållandena under atmosfäriska jordens återinträde av rymdfarkoster kan orsaka att vissa aluminiumlegeringsdelar smälter och avsätts på andra metallkomponenter. Interaktionen mellan sådana utstötningar och titankomponenter såsom heliumtrycktankar har hittills inte undersökts i stor omfattning och det råder osäkerhet om ytreaktionerna under återinträde.
Denna studie genomfördes för att fastställa huruvida sådana aluminiumutstötningsinteraktioner skulle kunna ha en skadlig effekt på titan (liksom rostfritt stål) substrat med yttemperaturer runt 1 000°C för att nära replikera jordåterinträde. En Arcast smältspinningsmodul modifierades för att släppa kontrollerade mängder smält, högrent aluminium på Ti-6Al-4V och 316L plåtar vid höga temperaturer och rumstemperatur under en inert atmosfär.
Den nya anpassade smältanläggningen i Royce ger möjligheter att bedöma smält aluminium på högtemperatursubstrat. Detta är ett kostnadseffektivt sätt att förse forskare med korrekt material att använda för att undersöka effekterna av återinträde på viktiga rymdskeppskomponenter.
Genom att förstå effekten av de extrema förhållandena för återinträde kommer ingenjörer att kunna fortsätta att utveckla mer motståndskraftiga och effektiva material i syfte att minimera avfall och öka hållbarheten.
Tillhandahålls av University of Sheffield
