Lorsqu’il y aura une base permanente sur la Lune, les astronautes auront besoin d’un moyen de reconstituer leur réserve d’oxygène. Heureusement, il y a une quantité presque infinie d’oxygène dans le régolithe environnant, enfermé les roches et le sol. La clé serait de trouver un moyen rentable de l’extraire.
Maintenant, la NASA a démontré qu’elle peut récolter l’oxygène du régolithe lunaire, même dans les conditions de vide de l’espace. Ils ont utilisé un appareil appelé réacteur carbothermique pour extraire avec succès l’oxygène d’un régolithe lunaire simulé, tout en simulant la chaleur qui serait produite par un concentrateur d’énergie solaire.
Alors que l’oxygène a déjà été extrait du simulant de régolithe lunaire, c’était la première fois que l’extraction était effectuée dans un environnement sous vide, à l’intérieur de l’une des chambres à vide du Johnson Space Center à Houston, au Texas. La NASA affirme que cette démonstration aide à ouvrir la voie aux astronautes lunaires pour pouvoir intégrer l’utilisation des ressources in situ en pouvant utiliser les ressources de l’environnement lunaire,
“Cette technologie a le potentiel de produire plusieurs fois son propre poids en oxygène par an sur la surface lunaire, ce qui permettra une présence humaine et une économie lunaire soutenues”, a déclaré Aaron Paz, chef de projet ingénieur senior de la NASA pour la démonstration de réduction carbothermique (CaRD ) équipe de JSC.
Bien que le processus de chauffage du régolithe soit relativement simple, la NASA devait être capable d’imiter les conditions de vide de l’espace tout en utilisant le type de puissance qui serait disponible pour les futurs explorateurs lunaires.
Un réacteur carbothermique utilise le processus de chauffage des matériaux pour libérer tout oxygène incrusté. La réduction carbothermique est utilisée depuis des décennies sur Terre pour produire des éléments tels que des panneaux solaires et de l’acier en produisant du monoxyde ou du dioxyde de carbone à des températures élevées.
Le test de l’équipe CaRD a été effectué à l’intérieur d’une chambre sphérique spéciale d’un diamètre de 4,5 mètres (15 pieds) appelée Dirty Thermal Vacuum Chamber. La chambre est considérée comme “sale” car les échantillons n’ont pas besoin d’être stériles.
Crédit : ICON/BIG-Bjarke Ingels Group
L’équipe a utilisé un laser de haute puissance pour simuler la chaleur d’un concentrateur d’énergie solaire et a fait fondre le simulant de sol lunaire dans un réacteur carbothermique développé pour la NASA par Sierra Space Corporation.
Dans un communiqué de presse, la NASA a déclaré qu’après que le sol ait été chauffé, l’équipe a pu détecter l’oxygène et le monoxyde de carbone à l’aide d’un appareil appelé Mass Spectrometer Observing Lunar Operations (MSolo).
L’une des prochaines étapes consiste à effectuer un test comme celui-ci sur la Lune, en utilisant un véritable régolithe lunaire. Deux prochaines missions robotiques au pôle sud de la Lune transporteront des dispositifs similaires à MSolo : la Polar Resources Ice Mining Experiment-1 (PRIME-1) sera la première mission conçue pour récolter la glace d’eau de la Lune. Il utilisera une perceuse et MSolo évaluera les déblais de forage pour l’eau, l’oxygène et d’autres composés chimiques. Pour cette mission, la NASA a sélectionné la société spatiale commerciale Intuitive Machines pour poser un atterrisseur sur le pôle sud lunaire. La date de lancement actuelle est prévue pour juin de cette année, 2023.
La deuxième mission, Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) de la NASA devrait être lancée en novembre 2024 et explorera Mons Mouton, une grande montagne à sommet plat à l’intérieur d’un cratère au pôle sud de la Lune, pour obtenir une vue rapprochée de la l’emplacement et la concentration de glace d’eau et d’autres ressources potentielles. Le rover de la taille d’une voiturette de golf devrait être envoyé sur la Lune par une fusée SpaceX Falcon Heavy fin 2023, en tant que charge utile principale sur l’atterrisseur lunaire robotique Griffin d’Astrobotic.
