Morgan Advanced Ceramics fournit des composants céramiques destinés à équiper le collecteur de lumière orbital à grand angle (OWL) de la NASA

Fabricant leader de composants céramiques, Morgan Advanced Ceramics a décroché un marché avec Photek, portant sur la fourniture d’isolateurs hexagonaux en céramique destinés à équiper les intensificateurs utilisés dans le cadre du projet OWL (Orbital Wide-angle Light-collector) de la NASA. OWL est le premier système en orbite autour de la terre conçu pour étudier les gerbes atmosphériques induites par les rayons cosmiques d’ultra haute énergie (UHECR). L’utilisation de la céramique dans les ‘yeux’ de l’OWL permettra de produire une image précise de ces particules et amènera les scientifiques à faire d’importantes découvertes quant à leur origine, à savoir si elles sont associées à des dimensions cachées et annoncent donc une ère nouvelle pour la physique, ou si elles résultent de défauts de l’espace piégés à haute densité hérités du Big Bang.

Lorsque les UHECR entrent dans l’atmosphère terrestre, un disque de fluorescence ultraviolet jaillit dans le ciel de nuit à une vitesse proche de celle de la lumière, pendant quelques dixièmes de microsecondes* seulement. Les ‘yeux’ de l’OWL doivent donc être suffisamment grands pour capter le plus grand nombre possible le signal UV, et la précision des intensificateurs est essentielle pour restituer une image réelle de la lumière UV.

‘Nous recherchions un partenaire capable de fournir les composants céramiques de haute précision dimensionnelle indispensables à l’intensificateur,’ déclare M. Gareth Jones, Directeur général de Photek. ‘Nous avons choisi Morgan Advanced Ceramics pour ses connaissances et son savoir-faire dans ce domaine et ses compétences éprouvées en ingénierie de précision.’

La céramique était un matériau de choix idéal pour les intensificateurs, en raison de ses propriétés électriques et mécaniques. Les proprietes d’isolation électrique de la céramique constituent un critère important pour les intensificateurs. Dans un intensificateur, une lentille focalise une image dans un tube à vide en céramique et une photocathode située à l’une des extrémités libère des électrons sous l’effet photoélectrique des photons entrants.

‘La conception du composant nous a posé un défi immédiat’, déclare Yannick Galais, Directeur commercial de Morgan Advanced Ceramics. ‘Au cours du processus de fabrication, le composant est cuit dans un four et perd environ 20 % de sa taille lors du frittage. Le contrôle rigoureux de la production des matières premières et les méthodes utilisées pour fabriquer la pièce sont essentiels pour veiller à ce que la réduction de celle-ci se fasse de manière isotropique (égale dans tous les sens), sans déformation ni fissuration avec des epaissuers de toile de l’order de 1mm.’

La précision du composant est capitale. M. Galais poursuit : ‘Le cahier des charges nous fixait des tolerances a 5 microns sur cette piece hexagonale.’

La collaboration des deux entreprises a abouti à la conception d’un composant hexagonal unique de 168 mm de diamètre qui permet d’emboîter facilement les intensificateurs en nid d’abeilles et ainsi de maximiser la collecte de lumière UV.

Morgan Advanced Ceramics a déjà remis trois paires du composant à Photek qui a procédé à leur assemblage avant de les confier à l’Université de Rutgers (New Jersey, États-Unis) afin de les tester avant installation. Le lancement de l’OWL est prévu en 2010 et le projet devrait nécessiter plus de 100 intensificateurs par ‘œil’.