Refroidisseur à dilution pour Planck [ Retour vers  Programmes spatiaux  ]

Participant de longue date à la préparation de cette mission, Air Liquide assure, pour le compte du Centre National d’Etudes Spatiales (CNES) et de l’Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS), et en étroite collaboration avec les chercheurs du CNRS-CRTBT la conception et la réalisation d’un refroidisseur à dilution pour l’instrument HFI aux performances jamais atteintes auparavant. Ce dernier, équipé de 94 bolomètres nécessite en effet une température stabilisée à 0,1 K au-dessus du zéro absolu pour garantir la qualité des mesures collectées. La technologie développée pour ce refroidisseur est particulièrement bien adaptée pour ces températures puisqu’il peut fonctionner de manière continue entre 0,085 K et 0,300 K, avec une très grande stabilité (les fluctuations de température ne dépassant pas le millionième de K) sans émettre de vibrations ni de champs magnétique parasites qui risqueraient de perturber les observations.
C’est la première fois que cette technologie est qualifiée pour une utilisation spatiale.
Le développement d’un tel refroidisseur ne concerne pas uniquement la partie cryogénique (qui reste le véritable cœur technologique de l’ensemble), mais également la partie stockage et distribution des gaz, ainsi que le développement des moyens au sol associés (remplissage, purification, etc.).

L’étanchéité parfaite ainsi que la garantie qu’aucun capillaire (d’un diamètre de 20 µm) ne se bouchera pendant plusieurs années a été un véritable enjeu. Préparer un appareil capable de supporter une mise sur orbite et de fonctionner pendant 2 ans dans l’espace après la simple ouverture de 2 vannes a constitué un véritable challenge.
Pour fonctionner à 0,1 K, il faut au refroidisseur des supports ultrafins pour minimiser tout apport thermique par conduction. En revanche pour supporter le décollage, avec ses accélérations à 30 G, il lui faut au contraire des supports ultra robustes. Pour gérer cette contradiction, au décollage où le réfrigérateur est à température ambiante, il est enserré dans de robustes pinces en alliage à mémoire de forme. Une fois en orbite, le froid spatial provoque l’ouverture de ces pinces, libérant le réfrigérateur et son supportage ultraléger.

• Refroidisseur à dilution