Sol lunaire Photo : IC
Des scientifiques chinois ont, pour la première fois, mesuré avec précision les conductivités thermiques d'une seule particule du sol lunaire de la mission Chang'e-5, découvrant que les agglutinats lunaires présents dans le sol fournissent une isolation sous vide comparable aux aérogels synthétiques de haute performance, marquant la conductivité thermique la plus basse jamais signalée pour un matériau naturel, a annoncé mardi le Centre de technologie et d'ingénierie pour l'utilisation de l'espace (CSU), de l'Académie chinoise des sciences.
Cette découverte, réalisée par une équipe de recherche conjointe de la CSU, de l'Université Tsinghua et de l'Institut de géochimie de l'Académie chinoise des sciences, apporte un nouvel éclairage sur la raison de la conductivité thermique extrêmement faible du sol lunaire et sur le mécanisme de formation de l'environnement thermique extrême de la Lune, et offre un modèle naturel pour le développement de matériaux d'isolation avancés, a appris mardi le Chine Direct auprès de la CSU.
Les particules du sol lunaire peuvent être classées en trois types – agglutinats, fragments de roche et perles de verre – en fonction de leur morphologie. Les agglutinats sont les plus complexes, avec des structures très irrégulières et des limites floues. L’équipe de recherche a identifié les caractéristiques clés des différentes particules du sol lunaire, notamment les pores internes, les structures défectueuses et la répartition des minéraux.
Les agglutinats sont des produits typiques de l’altération spatiale à la surface lunaire. Lors d'un refroidissement rapide, les gaz sont piégés, formant une structure de pores hiérarchique allant de l'échelle nanométrique à l'échelle micrométrique, accompagnée de nombreuses interfaces minérales cristallines-amorphes et multiphasées, résultant en une structure interne très complexe.
Selon le CSU, les caractérisations structurelles intégrées et les simulations de l'atome à la méso-échelle démontrent que les vides multi-échelles et les interfaces multiphases forgés par l'altération spatiale suppriment de manière collaborative le transport des phonons au sein des particules agglutinées, conduisant à leurs conductivités thermiques ultra-faibles.
Les résultats expérimentaux des mesures précises effectuées par l'équipe de recherche sur les propriétés de transport thermique des particules du sol lunaire montrent que différents types de particules présentent des différences significatives en termes de conductivité thermique. Les agglutinats sont le composant le plus isolant thermiquement du sol lunaire.
Le cadre expérimental et théorique établi par cette étude pose une base importante pour les recherches futures sur les mécanismes de transport thermique dans des conditions plus proches de la surface lunaire réelle, a appris le Chine Direct auprès du CSU.
L'étude fournit également des données fiables sur les propriétés des matériaux pour modéliser l'environnement thermique de la Lune, concevoir des atterrisseurs et des charges utiles in situ, et guider la gestion de la chaleur dans l'utilisation et la construction des ressources lunaires.
