FR2761048A1 - Vaisseau spatial, comportant notamment un radiateur utilisant un revetement assurant une regulation thermique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un vaisseau spatial ayant une structure interne (36) qui dégage de la chaleur, et un élément de radiateur (22) en communication thermique avec cette structure. L'élément présente une surface rayonnante (32) portant un revêtement (44) comprenant une peinture blanche assurant une régulation thermique. La peinture présente une absorptance solaire initiale non supérieure à environ 0,20 et une émittance d'infrarouge initiale non inférieure à environ 0,80. L'absorptance solaire projetée en fin de vie normale n'est pas supérieure à environ 0,3 pour une peinture ayant un liant inorganique, et à environ 0,6 pour une peinture ayant un liant organique.Domaine d'application : satellites de communication et autres vaisseaux spatiaux.

Description

L'invention concerne des radiateurs, et plus particulièrement un radiateur utilisé dans un vaisseau spatial.

Un radiateur est conçu pour rayonner de la chaleur en direction de son entourage. Des vaisseaux spatiaux, dont les occupants, les circuits électroniques ou les sources d'énergie génèrent de grandes quantités de chaleur, utilisent un ou plusieurs radiateurs pour transmettre la chaleur générée depuis l'intérieur du vaisseau spatial vers l'espace libre et pour réfléchir la chaleur incidente provenant de l'exposition au rayonnement solaire. Les radiateurs aident aussi à dissiper l'électricité statique présente sur la surface du vaisceau spatial. Les radiateurs sont nécessaires pour empêcher l'échauffement de l'intérieur du vaisseau spatial à des niveaux élevés inacceptables. Pour certains vaisseaux spatiaux tels que des gros satellites de communication qui génèrent et utilisent de grandes quantités d'énergie, l'élimination de l'excédent de chaleur est un facteur important dans la conception du vaisseau spatial, et des radiateurs présentant de grandes surfaces sont nécessaires.

Dans une construction couramment utilisée de radiateur pour vaisseau spatial, la surface rayonnante est formée d'un grand nombre de radiateurs individuels analogues à des miroirs. Un radiateur unique plus grand, analogue à un miroir, n'est pas utilisé du fait du risque de rupture sous l'effet des déformations thermiques. Chaque radiateur analogue à un miroir mesure 2,5 à 5 cm de côté. Chaque radiateur analogue à un miroir est formé d'un substrat en céramique-verre d'une épaisseur d'environ 0,050-0,25 mm, dont la surface tournée vers l'intérieur est revêtue d'une couche d'argent métallique. Le miroir à revêtement métallique présente une absorptance solaire relativement faible et une émittance d'infrarouges relativement élevée, en sorte que la chaleur est évacuée efficacement par rayonnement sans absorption excessive d'énergie provenant de la lumière solaire incidente. La surface opposée, tournée vers l'extérieur, du substrat en céramique-verre est revêtue d'une couche transparente d'oxyde d'indium-étain qui sert à dissiper les charges statiques. La surface tournée vers l'intérieur, revêtue d'argent métallique, est liée à la structure sous-jacente à l'aide d'un adhésif au silicone.

Cette construction de radiateur est fonctionnelle et est largement utilisée sur les satellites de communication. Cependant, la fabrication du vaisseau spatial utilisant les radiateurs individuels analogues à des miroirs est un processus long et coûteux. Des centaines ou des milliers d'éléments individuels analogues à des miroirs sont fabriqués par des processus de dépôt, puis sont fixés individuellement à la surface du support sous-jacent. Etant donné que les substrats de miroir en verre-céramique sont minces et de grande étendue par rapport à leur épaisseur, ils sont fragiles et aisément brisés lors de la fabrication, de l'assemblage ou du service.

On a donc besoin d'une approche perfectionnée portant sur la construction de radiateurs utilisés dans des vaisseaux spatiaux et pour d'autres applications. L'invention satisfait à ce besoin et s'accompagne d'autres avantages.

L'invention propose un radiateur et un vaisseau spatial qui utilise un tel radiateur. Le radiateur présente d'excellentes performances dans l'environnement de l'espace.

Il est fabriqué et installé dans le vaisseau spatial à un coût très inférieur et en un temps beaucoup plus court que ceux consacrés à un radiateur utilisant des éléments rayonnants classiques analogues à des miroirs. Le poids du radiateur est réduit en comparaison avec le radiateur analogue à un miroir, ce qui est une considération importante pour le lancement de l'aéronef à partir de la terre. Le radiateur de l'invention est plus robuste qu'un radiateur analogue à un miroir.

Conformément à l'invention, un radiateur comporte une structure qui génère de la chaleur, et un élément de radiateur en communication thermique avec la structure.

L'élément de radiateur présente une surface rayonnante, portant un revêtement qui comprend une peinture blanche assurant une régulation thermique. La peinture présente une absorptance solaire initiale non supérieure à environ 0,20, avantageusement non supérieure à 0,10, et une émittance d'infrarouge initiale non inférieure à environ 0,80. (Les propriétés "initiales" sont celles mesurées après l'application et le séchage de la peinture, mais avant toute exposition substantielle à l'environnement de l'espace.) La structure qui génère de la chaleur est avantageusement la structure interne d'un vaisseau spatial tel qu'un satellite.

La peinture utilisée dans le revêtement de la surface rayonnante du radiateur est formée de particules de pigment blanc dans un liant. Les particules de pigment préférées ont pour composition Zn[xAl (l-x)Ga] 204 (ÔIn), appelé aluminate-gallate de zinc, où la valeur de x est comprise entre 0 et 1 et la valeur de 6 est comprise entre 0 et environ 0,2. Les particules de pigment peuvent également être constituées d'un pigment contenant du zinc tel que le pigment au ZnO dopé ou non dopé décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 5 094 693 dont la description est incorporée à titre de référence. Le liant est avantageusement un liant inorganique tel qu'un silicate, de préférence du silicate de potassium, mais on peut également utiliser un liant organique pour des applications moins exigeantes. Le rapport en poids du pigment au liant est avantageusement compris entre environ 3:1 et environ 5:1. L'épaisseur de la peinture est avantageusement comprise entre environ 0,075 et environ 0,15 mm, après séchage. La peinture à l'aluminate-gallate de zinc avec un liant au silicate de potassium présente une absorptance solaire initiale a inférieure à 0,10, et une peinture à l'oxyde de zinc dopé à l'aluminium, avec un liant au silicate de potassium, présente une absorptance solaire initiale d'environ 0,13-0,18.

La peinture est appliquée sur la surface rayonnante du radiateur par l'utilisation de techniques de peinturage classiques telle que le brossage ou le pistolage, ou par des techniques de peinturage sans véhicule telles qu'une pulvérisation par plasma.

De nombreux revêtements blancs ont été utilisés pour les parties extérieures d'un vaisseau spatial, autres que les radiateurs. Durant une exposition prolongée à l'environnement de l'espace contenant des rayons ultraviolets, des rayons gamma, des électrons et des protons, les revêtements iniatialement blancs deviennent gris et leur absorptance solaire augmente. Lorsque l'absorptance solaire augmente, les revêtements deviennent moins efficaces du point de vue thermique, car ils absorbent des quantités croissantes d'énergie solaire. Cette perte d'efficacité se produit habituellement sur au moins plusieurs années et ne constitue pas un problème pour des vaisseaux spatiaux ou des satellites de courte durée de vie.

L'absorptance solaire augmentant progressivement avec une exposition croissante est d'importance relativement minime pour les parties dépourvues de radiateur de l'extérieur des vaisseaux spatiaux, même des vaisseaux spatiaux tels que les satellites de communication qui passent de nombreuses anneés dans l'espace. Ces zones sans radiateur ne sont pas conçues pour dissiper de plus grandes quantités de chaleur que celles qu'elles absorbent et, dans de nombreux cas, elles ne font pas face au soleil. Si l'absorptance solaire de ces parties des vaisseaux spatiaux augmente, ceci a relativement peu d'effet sur le bilan thermique total du vaisseau spatial. Par contre, les radiateurs doivent dissiper de grandes quantités de chaleur dégagée intérieurement. Du fait de l'orientation exigée des antennes et des cellules solaires des vaisseaux spatiaux, les radiateurs doivent souvent faire face au soleil. Si l'absorptance solaire des radiateurs augmente notablement au cours de la durée de vie utile des vaisseaux spatiaux, les radiateurs commencent à absorber de grandes quantités de chaleur et rayonnent donc moins efficacement la chaleur dégagée intérieurement. Le bilan thermique des vaisseaux spatiaux se dégrade. La température de l'intérieur des vaisseaux spatiaux commence à monter et finit par dépasser les températures de fonctionnement acceptables.

Les radiateurs des vaisseaux spatiaux présentent donc des conditions et des exigences de fonctionnement différentes de celles des parois extérieures sans radiateur de ces vaisseaux. Les revêtements qui sont utilisés depuis longtemps sur les parois extérieures sans radiateur des vaisseaux spatiaux ne pourraient pas être utilisés pour les radiateurs en raison de leur manque de stabilité à long terme dans l'environnement de l'espace. Le développement des revêtements blancs à faible valeur initiale d'absorptance solaire et haute valeur initiale d'émittance solaire a rendu possible la présente approche concernant un radiateur perfectionné, car les valeurs initiales de l'absorptance solaire sont suffisamment éloignées de la valeur maximale admissible après une exposition prolongée pour que l'accroissement progressif de l'absorptance solaire ne rende pas le radiateur inapte à fonctionner.

Le radiateur de l'invention procure un progrès important dans les systèmes de vaisseaux spatiaux et en particulier dans la dissipation et la réflexion de la chaleur par les radiateurs de vaisseaux spatiaux. Le radiateur dissipe efficacement la chaleur vers le milieu environnant et réfléchit efficacement le rayonnement solaire incident, aussi bien initialement qu'après une exposition prolongée à l'environnement de l'espace. Il est beaucoup plus aisé à fabriquer et mettre en place qu'un radiateur classique à structure analogue à un miroir. La fabrication et la mise en place sont également réalisées beaucoup plus rapidement que dans l'approche antérieure. Ce dernier point est une considération importante dans le monde hautement compétitif des satellites de communication, où des temps de mise à disposition de l'ordre de 12 mois sont devenus courants, à comparer avec des temps normaux de mise à disposition de l'ordre de 24 mois ou plus auparavant.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels
la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un satellite de communication
la figure 2A est une vue en coupe schématique à échelle agrandie, suivant la ligne 2-2 de la figure 1, d'une première forme de réalisation d'une partie du satellite de la figure 1
la figure 2B est une vue en coupe schématique à échelle agrandie, suivant la ligne 2-2 de la figure 1, d'une seconde forme de réalisation d'une partie du satellite de la figure 1
la figure 3 est une vue en coupe à échelle agrandie du revêtement appliqué sur la surface rayonnante du radiateur ; et
la figure 4 est un schéma fonctionnel simplifié d'un procédé de mise en oeuvre de l'invention.

La figure 1 est une vue schématique d'un satellite 20 de communication, ayant des radiateurs 22 de trois types fixés au corps du satellite. Un premier radiateur 22a recouvre une partie d'une paroi extérieure 24 du satellite et est disposé en position fixe par rapport à la partie restante du satellite. Un deuxième radiateur 22b est supporté fixement par rapport à une saillie 26 qui contient les batteries du satellite. Un troisième radiateur 22c est monté de manière à pouvoir être nettoyé par rapport au satellite, sur un mécanisme articulé 28. L'un quelconque ou la totalité de ces radiateurs 22a, 22b et 22c peuvent être réalisés au moyen de l'approche de l'invention.

Les figures 2A et 2B sont des vues en coupe schématique de deux conceptions du radiateur 22. Le radiateur 22 est positionné de façon à être adjacent à la paroi extérieure 24 du satellite 22 et, dans certains cas, peut former une partie de la paroi extérieure 24. Le radiateur 22 comprend un corps 30 de radiateur ayant une surface rayonnante 32 tournée vers l'extérieur et une surface 34 tournée vers l'intérieur. Le corps 30 du radiateur est formé d'une matière bonne conductrice de la chaleur, telle que l'aluminium ou un alliage d'aluminium, ou d'une matière composite à conductivité thermique relativement élevée telle qu'une matière composite graphite/époxy. Dans une approche, le corps du radiateur présente une structure en nid d'abeille comportant une feuille, sur la face tournée vers l'extérieur, liée à la structure en nid d'abeille.

La surface 34 tournée vers l'intérieur est en communication thermique avec une source 36 de chaleur faisant partie de la structure interne du vaisseau spatial. La source de chaleur 36 peut être n'importe quelle source de chaleur telle que, par exemple, une batterie, un bloc électronique ou un compartiment pour un équipage. La surface 34 tournée vers l'intérieur peut être en communication thermique avec la source de chaleur 36 par l'intermédiaire d'un milieu 38 de transmission de la chaleur, comme montré sur la figure 2A. Le milieu de transmission de la chaleur comporte une première extrémité 40 en communication thermique avec la source de chaleur et une seconde extrémité 42 en communication thermique avec la surface 34, tournée vers l'intérieur, du corps 30 du radiateur. Le milieu 38 de transmission de la chaleur peut être tout conducteur thermique, tel qu'une bande métallique ou non métallique, un caloduc ou un autre milieu. De manière équivalente pour les présentes applications comme illustré sur la figure 2B, la source de chaleur 36 peut être en contact thermique direct avec la surface 34, tournée vers l'intérieur, du corps 30 du radiateur.

Un revêtement 44 est appliqué sur la surface rayonnante 32, tournée vers l'extérieur, du corps 30 du radiateur. Le revêtement 44 comprend une peinture blanche assurant une régulation thermique, ayant une structure illustrée de façon générale sur la figure 3. Sur la figure 3, le revêtement 24 est illustré comme recouvrant seulement une partie de la surface 32 bien que, en pratique, il recouvre normalement toute la surface 32 comme montré sur les figures 2A et 2B.

Le revêtement 44 est une peinture comprenant de multiples particules 46 de pigment mélangées avec un liant 48. Les particules de pigment sont de couleur blanche. Les particules ont avantageusement pour composition Zn[xAl(1- x)Ga]204(dIn) où la valeur de x est comprise entre 0 et 1 et la valeur de 6 est comprise entre 0 et environ 0,2, qui présente une structure cristalline à spinelles normaux. Les particules peuvent autrement être les particules d'oxyde de zinc dopé ou non dopé, décrites dans le brevet NO 5 094 693 précité, qui possède une structure cristalline du type wurtzite.

Le liant est une matière inorganique ou organique. Le liant inorganique préféré est un silicate, plus avantageusement du silicate de potassium, mais on peut également utiliser d'autres silicates, tels que du silicate de sodium. Le liant peut par contre être une matière organique telle que de la diméthylsilicone, du poly(diméthylsiloxane), du polyuréthanne, un polyamide ou une polyurée. Le liant inorganique est avantageux pour une utilisation dans des peintures de radiateurs ayant les conditions d'exposition les plus exigentes, par exemple pour des satellites de communication géosynchrones qui restent en orbite pendant de nombreuses années. Pour ces applications, les conceptions des vaisseaux spatiaux exigent que l'absorptance solaire de la peinture des radiateurs ne dépasse pas environ 0,3, même après une exposition prolongée à l'environnement des vaisseaux spatiaux. Le liant organique peut être utilisé dans des applications moins exigentes, telles que des satellites de communication à orbite terrestre moyenne, qui suivent habituellement une orbite dans la gamme d'altitudes de 9600 à 16 000 km. Pour ces applications moins exigentes, les conceptions des vaisseaux spatiaux imposent que l'absorptance solaire de la peinture du radiateur ne dépasse pas environ 0,6, même après une exposition prolongée.

En ce qui concerne à la fois les liants inorganiques et les liants organiques, le rapport en poids du pigment au liant est compris avantageusement entre environ 3:1 et environ 5:1. L'épaisseur du revêtement 44 est avantageusement comprise entre environ 0,075 et environ 0,15 mm après le séchage sous une forme solide. Dans cette plage, plus le revêtement de la peinture à effet de régulation thermique est épais, plus l'absorptance solaire est faible, mais plus le poids du revêtement est élevé. Cependant, le fait d'augmenter les épaisseurs au-dessus d'environ 0,15 mm augmente le poids sans réductions correspondantes de l'absorptance solaire.

La figure 4 illustre un procédé avantageux pour préparer les particules 46, pour préparer la matière pour peinture utilisée dans la couche de revêtement 44, et pour peindre la surface rayonnante 32 du corps 30 du radiateur.

Si elles sont disponibles dans le commerce, on peut se procurer des particules de pigment. Sinon, elles peuvent être préparées par le processus suivant. On fournit les constituants des particules et on les mélange, comme indiqué par la référence numérique 70. Dans le processus de formulation préférée, les constituants aisément disponibles
ZnO, A1203, Ga203 et In203 sont utilisés en tant que matières de départ. Ainsi, pour préparer du ZnA1204, on mélange les quantités appropriées de ZnO et d'Al203. Pour préparer le ZnGa204, on mélange les quantités appropriées de ZnO et de Ga203. Pour préparer le Zn[xAl(1-x)Ga]204(dIn), on mélange les quantités appropriées de ZnO, d'Al203 et de Ga2O3. Si l'une quelconque de ces compositions est dopée avec de l'indium, comme c'est normalement le cas, la quantité appropriée de In203 est ajoutée au mélange. Un milieu de mélange, qui est ensuite éliminé, peut être ajouté pour favoriser le mélange des constituants. De l'eau est avantageusement utilisée en tant que milieu de mélange.

Les constituants et le milieu de mélange sont malaxés pour former un mélange mécanique, comme indiqué par la référence numérique 22. Une fois que le malaxage est achevé, le milieu de mélange est éliminé par évaporation, comme indiqué par la référence numérique 74. Le mélange séché est cuit pour faire réagir chimiquement entre eux les constituants, comme indiqué par la référence numérique 76, à une température qui est avantageusement comprise dans la plage d'environ 10000C à environ 13000C. Un traitement de cuisson avantageuse consiste en un chauffage à 11600C pendant 6 heures, dans l'air. Après refroidissement, la masse agglomérée résultant de la cuisson est légèrement pulvérisée, par exemple à l'aide d'un mortier et d'un pilon, comme indiqué par la référence numérique 78. Les particules résultantes ont une dimension comprise dans une plage d'environ 0,1 micromètre à environ 5 micromètres. Ainsi s'achève la préparation du pigment en particules.

On prépare la peinture en se procurant la matière en particules, préparée comme décrit ci-dessus ou autrement.

On se procure le liant, comme indiqué par la référence numérique 80, pour faire adhérer entre elles les particules dans le produit final. Le liant est choisi pour assurer une telle adhérence des particules entre elles et des particules au substrat sous-jacent, avec des propriétés physiques acceptables. Par exemple, le liant doit supporter l'environ nement auquel la peinture est exposée, tel que l'environnement de l'espace.

Le liant inorganique préféré pour des applications exigentes est le silicate de potassium. Le liant est présent en quantité fonctionnelle. Dans un cas typique, le liant est présent en une quantité telle que le rapport, en poids, du pigment au liant est compris entre environ 3:1 et environ 5:1. Si le rapport est inférieur à environ 3:1, la peinture résultante tend à être translucide après le séchage et la valeur initiale de l'absorptance solaire est trop élevée. Si le rapport est supérieur à environ 5:1, la concentration pigmentaire volumique critique (CPVC) est dépassée, la peinture possède une résistance mécanique insuffisante, et elle se désagrège au séchage.

Les particules de pigment et le liant sont choisis ensemble afin que la peinture séchée finale présente une absorptance solaire initiale non supérieure à environ 0,20, de préférence non supérieure à environ 0,10, et une émittance d'infrarouge initiale non inférieure à environ 0,80. Une émittance d'infrarouge élevée, non inférieure à environ 0,8, est exigée pour éliminer la chaleur par rayonnement depuis le radiateur. Si l'émittance d'infrarouge initiale est inférieure à environ 0,80, le radiateur ne rayonne pas efficacement la chaleur. L'émittance d'infrarouge ne se dégrade pas sensiblement avec l'exposition prolongée à l'environnement de l'espace. Si l'absorptance solaire initiale de la peinture est supérieure à environ 0,2, il est difficile ou impossible de maintenir dans les limites demandées l'absorptance solaire projetée pour la fin de vie normale. L'absorptance solaire initiale de la peinture est de préférence inférieure à environ 0,1, afin d'assurer que l'absorptance solaire projetée pour la fin de vie normale est inférieure aux limites supérieures imposées par la conception des vaisseaux spatiaux.

Une absorptance solaire faible est demandée pour que le radiateur ne soit pas chauffé excessivement par l'énergie thermique incidente lorsque le radiateur fait face au soleil. Les peintures blanches tendent à vieillir et à devenir grises lors de périodes d'exposition prolongées à l'environnement de l'espace. Au fur et à mesure que la peinture devient grise, son absorptance solaire augmente, ce qui fait chuter le rendement ou l'efficacité du radiateur. Il est donc avantageux que la peinture ayant un liant inorganique ait une absorptance solaire projetée à la fin de la durée de vie normale, telle que déterminée par une essai normalisé d'exposition accélérée, non supérieure à 0,30. Il est avantageux que la peinture ayant un liant organique présente une absorptance solaire projetée pour la fin de vie normale, telle que déterminée par un essai normalisé d'exposition accélérée, non supérieure à 0,60. Si ces valeurs sont sensiblement dépassées, le radiateur ne fonctionne pas suffisamment bien pour que la chaleur soit évacuée efficacement de l'intérieur du vaisseau spatial, et les constituants intérieurs se trouvent en surchauffe. ("L'absorptance solaire projetée à la fin de vie normale" est celle mesurée après que la peinture a été appliquée et séchée, et ensuite soumise à un essai d'exposition accélérée du type décrit ciaprès).

Il n'est pas pratique de tester la peinture dans les conditions de l'espace sur une longue durée car de nombreuses années d'exposition sont nécessaires pour se rendre compte des propriétés en fin de vie. Par contre, des essais accélérés bien connus sont utilisés pour simuler l'effet, sur le revêtement, d'une exposition de longue durée à l'espace. Dans l'essai accéléré utilisé pour déterminer l'absorptance solaire projetée à la fin de vie normale, la peinture est testée par une exposition simultanée ou en série à un rayonnement ultraviolet, à des électrons et, facultativement à des protons, conformément aux protocoles d'essai suivants ou à leurs équivalents effectifs. Dans le cas de la peinture comportant le liant inorganique, la peinture est testée uniquement par les processus d'essai au rayonnement ultraviolet et aux électrons. Dans le cas de la peinture comportant le liant organique, la peinture est testée par les processus d'essai au rayonnement ultraviolet, aux électrons et aux protons. Les protocoles d'essai sont les suivants. Un essai d'exposition aux ultraviolets, est réalisé par une exposition pendant 1000 heures à une lumière ultraviolette ayant une intensité d'ultraviolet double de celle du soleil.

On procède à l'essai d'exposition aux électrons en effectuant une première exposition à 1 x 1018 électrons par centimètre carré, à une énergie de 5,6 aJ, et un flux de 6 x 109 électrons par centimètre carré-seconde, et une seconde exposition à 1 x 1018 électrons par centimètre carré, à une énergie de 16 aJ et un flux de 6 x 109 électrons par centimètre carré-seconde. On procède à l'essai aux protons en effectuant une première exposition à 3 x 1016 protons par centimètre carré, à une énergie de 7,2 aJ et un flux de 5 x 1013 protons par centimètre carré-seconde, une deuxième exposition à 1 x 1013 protons par centimètre carré, à une énergie de 14,4 aJ et un flux de 1 x 1016 protons par centimètre carré-seconde, une troisième exposition à 5 x 1015 protons par centimètre carré, à une énergie de 25,6 aJ et un flux de 5 x 1012 protons par centimètre carré-seconde, et une quatrième exposition à 3 x 1015 protons par centimètre carré, à une énergie de 48 aJ et un flux de 3 x 1012 protons par centimètre carré-seconde.

Les absorptances solaires mesurées avant et après cette exposition sont déterminées, et l'absorptance solaire après exposition est prise en tant que mesure de l'absorptance solaire projetée à la fin de la durée de vie normale (correspondant à environ 14 ans d'exposition en orbite géosynchrone). Par exemple, dans le cas des particules de Zn[xAl(l-x)Ga]2O4 et du liant au silicate de potassium préféré, l'absorptance solaire initiale d'une peinture comportant un liant inorganique est inférieure à 0,10, et est habituellement d'environ 0,06. Après l'exposition, l'absorptance solaire est plus élevée, mais non supérieure à environ 0,3. Dans le cas des particules de Zn[xA1(1-x)Ga]204 dans un liant organique, 1'absorptance solaire initiale est d'environ 0,15. Après l'exposition, l'absorptance solaire est plus élevée, mais inférieure à environ 0,6.

Le mélange du pigment et du liant est habituellement une matière solide, et un véhicule pour peinture peut être additionné pour former une solution ou une suspension qui peut être appliquée par des techniques de peinturage classique, comme indiqué par la référence numérique 82. Un véhicule pour peinture préférée est l'eau, qui n'a pas d'impact nuisible sur l'environnement lorsqu'elle est ensuite évaporée. Des véhicules organiques pour peinture tels que du xylène et du naphta peuvent également être utilisés. La quantité du véhicule pour peinture est choisie pour procurer une consistance permettant une application de la peinture par la méthode souhaitée. Par exemple, une application par pistolage nécessite l'utilisation d'une plus grande quantité de véhicules pour peinture qu'une application à la brosse ou au rouleau.

En variante, la peinture peut être appliquée par une technique pour laquelle aucun véhicule n'est utilisé et, dans ce cas, l'étape 82 est supprimée.

Les particules, le liant et le véhicule pour peinture sont mélangés et malaxés, comme indiqué par la référence numérique 84, pour produire une formulation liquide de peinture dans laquelle les particules ne se séparent pas rapidement. Une certaine séparation peut apparaître au bout de périodes de temps prolongées, mais la peinture est normalement agitée ou remuée juste avant l'application ou au moment de l'application.

Ainsi s'achève la préparation de la peinture.

On applique la peinture en fournissant le corps 30 de radiateur devant être revêtu, comme indiqué par la référence numérique 86, et en nettoyant le substrat, comme indiqué par la référence numérique 88. Il n'y a aucune limitation connue portant sur le type du substrat, mais pour un radiateur, le substrat est un bon conducteur de la chaleur, tel qu'un métal. Un métal avantageux est l'aluminium ou un alliage d'aluminium. La surface du substrat est nettoyée par toute technique fonctionnelle, telle qu'un lavage et un récurage dans une solution détergente, un rinçage à l'eau courante, un rinçage dans l'eau désionisée et un séchage dans l'air. Une matière composite ayant une conductivité thermique suffisamment bonne, telle qu'un substrat de radiateur en composite graphite/résine organique (par exemple époxy) peut être utilisée en variante.

La peinture est appliquée sur la surface du substrat, comme indiqué par la référence numérique 90. Au commencement de l'application, on peut apprêter la surface du substrat pour améliorer l'adhérence de la peinture. L'apprêtage est avantageux pour une application de la peinture contenant un liant inorganique sur des surfaces métalliques telles que de l'aluminium. L'apprêtage, s'il est utilisé, est avantageusement réalisé par l'introduction par frottement d'une petite quantité de peinture sur la surface au moyen d'une étoffe propre, afin d'obtenir un bon contact avec la surface.

La couche de peinture est ensuite appliquée par toute technique fonctionnelle, un pistolage étant préféré.

Comme indiqué précédemment, la quantité du véhicule pour peinture présent dans la peinture est choisie pour permettre l'application par l'approche préférée. A ce stade, la peinture est un film mince d'une matière liquide. La peinture peut également être appliquée par une technique de pulvérisation par plasma ou analogue, dans laquelle le mélange du pigment et du liant est amené à une région chauffée telle qu'un plasma et est dirigé vers le substrat. Le mélange, chauffé par un plasma, du pigment et du liant atteint le substrat et se solidifie sur celui-ci.

La peinture est séchée comme cela est nécessaire pour laisser un film mince de matière solide, comme indiqué par la référence numérique 92. Dans le cas d'une peinture ayant un liant organique, le séchage est avantageusement réalisé à la température ambiante, avec une humidité de 35 pour cent ou plus et pendant une durée de 7 jours. Dans le cas d'une peinture ayant un liant inorganique, n'importe quel niveau d'humidité est acceptable. Le séchage élimine par évaporation le véhicule pour peinture. De plus, l'étape de séchage peut réaliser un certain degré de durcissement de tous constituants durcissables, comme dans le cas où un liant organique ou inorganique durcissable est utilisé. La couche de peinture présente avantageusement, après séchage, une épaisseur comprise entre environ 0,075 et environ 0,15 mm.

Ainsi s'achève le peinturage.

Si le radiateur 22 est fabriqué sous la forme d'un élément séparé, il est ensuite fixé. à la paroi 24 et placé en contact thermique avec la structure interne du satellite qui dégage de la chaleur, comme montré sur les figures 2A et 2B.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au vaisseau spatial décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Vaisseau spatial, caractérisé en ce qu'il comporte une structure interne (20) qui dégage de la chaleur, et un élément radiateur (22) en communication thermique avec la structure interne du vaisseau spatial qui dégage de la chaleur, l'élément radiateur présentant une surface rayonnante (32), et un revêtement (44) sur la surface rayonnnante comprenant une peinture blanche assurant une régulation thermique, la peinture ayant une absorptance solaire initiale non supérieure à environ 0,20 et une émittance d'infrarouge initiale non inférieure à environ 0,80.

2. Vaisseau spatial selon la revendication 1, caractérisé en ce que le vaisseau est un satellite.

3. Vaisseau spatial selon la revendication 1, caractérisé en ce que la peinture présente une absorptance solaire initiale non supérieure à environ 0,10.

4. Vaisseau spatial selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement présente une épaisseur comprise entre environ 0,075 mm et environ 0,15 mm.

5. Vaisseau spatial selon la revendication 1, caractérisé en ce que la peinture comprend des particules (46) de pigment contenant du zinc.

6. Vaisseau spatial selon la revendication 1, caractérisé en ce que la peinture comprend un liant inorganique (48).

7. Vaisseau spatial selon la revendication 6, caractérisé en ce que le liant est du silicate de potassium.

8. Vaisseau spatial selon la revendication 6, caractérisé en ce que la peinture présente une absorptance solaire projetée en fin de vie normale non supérieure à environ 0,3.

9. Vaisseau spatial selon la revendication 1, caractérisé en ce que la peinture comprend un liant organique.

10. Vaisseau spatial selon la revendication 9, caractérisé en ce que le liant est choisi dans le groupe constitué de diméthylsilicone, poly(diméthylsiloxane), polyuréthanne, polyamide et polyurée.

11. Vaisseau spatial selon la revendication 9, caractérisé en ce que la peinture présente une absorptance solaire projetée en fin de vie normale non supérieure à environ 0,6.

12. Radiateur, caractérisé en ce qu'il comporte une structure (20) qui dégage de la chaleur, et un élément de radiateur (22) en communication thermique avec la structure, l'élément de radiateur comprenant une surface rayonnante (32) formée d'une matière choisie dans le groupe constitué de l'aluminium, d'un alliage d'aluminium et d'une matière composite, l'élément de radiateur comprenant également un revêtement (44) sur la surface rayonnante, comportant une peinture blanche assurant une régulation thermique, la peinture ayant une absorptance solaire initiale non supérieure à environ 0,20 et une émittance d'infrarouge initiale non inférieure à environ 0,80.