La mission de ravitaillement Cygnus NG-20, qui transporte une imprimante 3D métallique de 180 kg, a été lancée récemment en direction de la Station spatiale internationale (ISS). L’astronaute Andreas Mogensen sera chargé d’installer le dispositif qui sera contrôlé et surveillé depuis la Terre. Contrairement aux imprimantes 3D polymères déjà utilisées dans l’ISS, cette nouvelle machine emploie un acier inoxydable spécifique, résistant à la corrosion, couramment utilisé pour le traitement de l’eau et les implants médicaux.
Imprimer des outils en métal dans l’espace
Les astronautes pourront imprimer toutes sortes d’outils comme des clés, des pinces ou des supports de montage, directement dans l’espace. Ces outils peuvent être conçus pour des besoins spécifiques rencontrés lors des missions. Et contrairement aux plastiques, les métaux offrent une résistance et une durabilité supérieures, ce qui les rend bien pratiques pour la fabrication de pièces structurelles et de composants qui doivent supporter des charges importantes.
Le processus d’impression implique la fusion d’un fil d’acier inoxydable à environ 1.400°C par un laser extrêmement puissant, dans un environnement soigneusement contrôlé (et encore plus dans l’ISS). Avant l’opération, l’imprimante doit évacuer l’oxygène et le remplacer par de l’azote pour éviter l’oxydation du métal fondu. Rob Postema, officier technique de l’ESA, met évidemment l’accent sur la sécurité de l’équipage et de la station, compte tenu des températures élevées et des possibilités de maintenance pour le moins limitées en orbite.
L’installation de cette imprimante dans le module Columbus de l’ISS pose déjà de sérieux défis techniques. Sébastien Girault, ingénieur système chez Airbus, explique que la miniaturisation était essentielle : il a fallu réduire l’imprimante à la taille d’une machine à laver pour s’adapter au laboratoire de l’ISS. La gestion de la gravité, la sécurité contre les émissions de fumée et la chaleur extrême sont autant de défis à surmonter.
Gwenaëlle Aridon, ingénieure principale chez Airbus Space Assembly, évoque les avantages significatifs de cette technologie. Elle permettra aux astronautes de fabriquer sur place des outils et des pièces structurelles, améliorant ainsi leur autonomie et réduisant la dépendance aux missions de ravitaillement. Quatre impressions tests sont prévues, dont les résultats seront comparés avec ceux obtenus sur Terre pour évaluer les effets de la microgravité.
Au-delà de l’ISS, l’application de l’impression 3D métallique pourrait s’étendre à la construction de bases lunaires, où l’on utilisera des matériaux recyclés ou transformés du régolithe lunaire. Cette technologie ouvre la voie à une présence humaine pérenne sur la Lune et, potentiellement, sur Mars. « Augmenter le niveau de maturité et d’automatisation de la fabrication additive dans l’espace pourrait changer la donne pour soutenir la vie au-delà de la Terre », souligne Gwenaëlle Aridon.
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