Une petite mais importante expérience de la Nasa sur Mars a démontré qu’il est possible de fabriquer de l’oxygène sur la planète rouge en utilisant des ressources trouvées sur la planète rouge.
L’expérience Mars Oxygen In Situ Resource Utilization Experiment, ou Moxie, a produit de l’oxygène à partir du dioxyde de carbone présent dans l’atmosphère martienne à sept reprises depuis son atterrissage sur Mars en 2021. Moxie a produit environ six grammes d’oxygène par heure, soit le même taux qu’un petit arbre sur Terre, et pas mal pour un appareil de la taille d’une boîte à lunch, selon les résultats publiés mercredi dans un nouvel article de la revue… Science Advances.
“Il s’agit de la première démonstration de l’utilisation de ressources à la surface d’un autre corps planétaire et de leur transformation chimique en quelque chose d’utile pour une mission humaine”, a déclaré Jeffery Hoffman, professeur d’aéronautique et d’astronautique au Massachusetts Institute of Technology et chercheur principal de Moxie. “C’est historique dans ce sens”.
La capacité d’extraire des ressources importantes d’environnements extraterrestres est un domaine de recherche en cours à la Nasa et dans d’autres agences spatiales, car chaque gramme de matériau pouvant être produit sur place est un gramme qui n’a pas besoin d’être lancé depuis la Terre au début de la mission. La Nasa et l’Agence spatiale européenne prévoient de tester des technologies similaires sur la Lune.
Le MIT a commencé à développer Moxie en 2014, et l’expérience s’est rendue sur Mars avec le rover Perseverance de la Nasa en 2020, atterrissant sur le cratère Jezero en février 2021. Dans les mois qui ont suivi, Moxie s’est allumée sept fois, dans différentes conditions atmosphériques, pour démontrer qu’elle peut extraire le dioxyde de carbone de l’air et le convertir en oxygène.
Le rover Persévérance de la Nasa se pose avec succès sur Mars.
“L’atmosphère de Mars est beaucoup plus variable que celle de la Terre”, a déclaré le Dr Hoffman. “La densité de l’air peut varier d’un facteur deux au cours de l’année et la température peut varier de 100 degrés. Un des objectifs est de montrer que nous pouvons courir en toutes saisons.”
Moxie fonctionne en aspirant l’air martien, en le filtrant, puis en utilisant l’électrolyse pour séparer le dioxyde de carbone en oxygène et en monoxyde de carbone ; c’est pratiquement le même processus électrochimique que celui utilisé pour produire de l’oxygène et de l’hydrogène à partir de l’eau dans une pile à combustible. Moxie purifie et combine ensuite les atomes d’oxygène singuliers pour produire de l’O2, l’oxygène respirable.
Moxie libère l’oxygène et le monoxyde de carbone dans l’atmosphère martienne, mais une version améliorée de Moxie sur une future mission martienne pomperait cet oxygène dans une sorte de réservoir de stockage pour une utilisation ultérieure. Cela pourrait fournir de l’oxygène respirable aux astronautes ou, plus important encore, de l’oxygène liquide pour la fabrication de carburants pour fusées.
En supposant qu’une mission vers Mars comprendrait un véhicule d’ascension pour permettre aux astronautes à la surface de retourner en orbite autour de Mars et éventuellement de rentrer sur Terre, et qu’un tel véhicule utiliserait de l’oxygène liquide et du méthane liquide comme carburant, il serait extrêmement coûteux de lancer un tel véhicule depuis la Terre.
“Alors que tous les [Mars Ascent Vehicle] Le Dr Hoffman et ses collègues écrivent dans le nouvel article : “Alors que tout le propergol pourrait être amené de la Terre à la surface de Mars, 12 à 13 tonnes sont nécessaires en orbite basse pour chaque tonne atterrie sur Mars en utilisant la technologie actuelle. “Ainsi, ~500 tonnes devraient être lancées en orbite terrestre pour transporter le propergol nécessaire aux MAV depuis la Terre pour chaque mission martienne.”
Bien que Moxie soit une expérience petite et singulière, elle démontre que la fabrication d’oxygène, et éventuellement de carburant pour fusée, est possible sur Mars. Si ce processus peut être mis à l’échelle, ce n’est qu’une chose de moins dont les planificateurs d’une future mission martienne, déjà assez compliquée, devront se préoccuper.
“Pour soutenir une mission humaine vers Mars, nous devons apporter beaucoup de choses de la Terre, comme des ordinateurs, des combinaisons spatiales et des habitats”, a déclaré le Dr Hoffman. “Mais ce bon vieil oxygène ? Si vous pouvez y arriver, allez-y – vous avez une longueur d’avance.”
