Catastrophe de la navette spatiale Challenger

Le Catastrophe de la navette spatiale Challenger du 28 janvier 1986 a été déterminé comme étant la cause de la défaillance du joint torique. Un facteur clé était le temps froid qui a précédé le lancement. Le professeur de physique de Caltech, Richard Feynman, l'a démontré à la télévision en laissant tomber un petit joint torique dans de la glace. l'eau et démontrant plus tard sa flexibilité perdue devant un comité d'enquête.

Le matériau du joint torique défectueux a été spécifié par Morton-Thiokol, l'entrepreneur pour les moteurs de la navette. Lorsqu'un joint torique refroidit en dessous de sa température de transition vitreuse, Tg, il perd son élasticité et devient cassant. -le joint se refroidit près de (mais pas au-dessus) de sa Tg, le joint torique froid, une fois comprimé, prendra plus de temps que la normale pour reprendre sa forme d'origine. Les joints toriques (et tous les autres joints) fonctionnent en créant une pression positive contre un surface, empêchant les fuites.La nuit précédant le lancement, des températures de l'air extrêmement basses ont été enregistrées.Par conséquent, les techniciens de la NASA ont vérifié;la température ambiante était dans les paramètres de lancement et la séquence de lancement s'est poursuivie. Cependant, la température du joint torique en caoutchouc est toujours nettement inférieure à celle de l'air environnant. Tout en enquêtant sur les images de lancement, Feynman a observé un petit événement de déflation de la fusée solide booster à la jonction des deux tronçons dans les instants précédant la catastrophe.Cela était dû à un joint torique défectueux. Les gaz chauds qui s'échappaient ont heurté le réservoir de carburant externe et l'ensemble du véhicule a été détruit en conséquence.

Après l'accident, les fabricants de caoutchouc ont apporté des modifications. De nombreux joints toriques sont désormais codés par lots et traités par date, comme cela se fait dans la production pharmaceutique, pour suivre et contrôler avec précision la distribution. Pour les applications aérospatiales et militaires, les joints toriques sont souvent emballés individuellement et marqués avec le matériau, la date de durcissement et les informations sur le lot. Les joints toriques peuvent être rappelés des étagères si nécessaire. De plus, les joints toriques et autres joints sont régulièrement testés pour les lots de contrôle qualité par le fabricant et souvent plusieurs fois pour l'assurance qualité par les distributeurs et les utilisateurs finaux.Quant aux boosters eux-mêmes, la NASA et Morton-Thiokol les ont repensés avec une nouvelle conception de joint qui contient désormais trois joints toriques au lieu de deux, et le joint lui-même dispose d'un chauffage intégré lorsque la température descend à 50 Utilisation en dessous de °F. le chauffage peut être allumé (10°C).Les joints toriques n'ont pas eu de problème depuis Challenger, et ils n'ont joué aucun rôle dans la catastrophe de la navette spatiale Columbia en 2003.

Avenir

Les joints toriques sont l'un des composants mécaniques de précision les plus simples mais les plus critiques jamais créés. Cependant, de nouvelles avancées peuvent atténuer certains des joints critiques des joints toriques. -vaisseaux sous pression libres.Le caoutchouc nanotechnologique est l'une de ces nouvelles frontières.Actuellement, ces avancées ont accru l'importance des joints toriques.Puisque les joints toriques impliquent les domaines de la chimie et de la science des matériaux, tout progrès dans le nano-caoutchouc affectera le joint torique fabricants.Les élastomères sont déjà disponibles remplis de nanocarbone et de nanoPTFE et moulés dans des joints toriques pour des applications hautes performances. les fluoroélastomères et les perfluoroélastomères peuvent améliorer la résistance à l'usure, réduire le frottement, réduire la perméabilité et peuvent être utilisés comme charge de nettoyage.L'utilisation de noir de carbone conducteur ou d'autres charges peut présenter les propriétés utiles des caoutchoucs conducteurs, à savoir la protection contre les arcs, les étincelles statiques et l'accumulation de charge en vrac dans le caoutchouc qui peut le faire se comporter comme un condensateur (dissipateur statique). En dissipant ces charges, ces matériaux, y compris le noir de carbone dopé et le caoutchouc avec des additifs chargés en métal, réduisent le risque d'incendie, qui peut être utilisé dans les conduites de carburant.