On sait désormais produire de l'oxygène avec le CO² de l'atmosphère martienne

Sylvie Montard - 22 avril 2021


Les techniciens du Jet Propulsion Laboratory de la NASA abaissent et installent l'instrument MOXIE dans le ventre du rover Perseverance. Crédits: NASA/JPL-Caltech
 
Grâce au rover Perseverance et son instrument MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment), la science fait un pas supplémentaire vers une future exploration humaine de la planète rouge, en convertissant pour la première fois le dioxyde de carbone (présent en grande quantité dans l'atmosphère de Mars) en oxygène. L'instrument expérimental de la taille d'un grille-pain a accompli la tâche avec succès, lors du 60ème jour martien de la mission Mars 2020, le 20 avril 2021.
 
Alors que la démonstration technologique ne fait que commencer, elle pourrait ouvrir la voie aux premières missions habitées sur Mars, qui nécessiteront de produire et de stocker de l'oxygène, pour propulser les fusées de retour, depuis la surface martienne.
De tels dispositifs pourraient aussi un jour fournir de l'air respirable aux astronautes eux-mêmes. MOXIE est un instrument expérimental, tout comme la station météorologique Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA). Ces outils sont parrainés par la Direction des missions de technologie spatiale (STMD) de la NASA et la Direction des missions d'exploration et d'exploitation humaine.



Crédits: NASA

« Il s'agit d'une première étape cruciale pour convertir le dioxyde de carbone en oxygène sur Mars », a déclaré Jim Reuter, administrateur associé à  la STMD. « MOXIE a encore du travail à faire, mais les résultats de cette démonstration technologique sont pleins de promesses, alors que nous nous dirigeons vers notre objectif de voir un jour des humains sur Mars. L'oxygène n'est pas seulement ce que nous respirons. Le propulseur de fusée dépend de l'oxygène, et les futurs explorateurs dépendront de la production de ce propulseur sur Mars pour rentrer chez eux. »
 
Pour faire décoller quatre astronautes de la surface martienne, il faut environ 7 tonnes de carburant, et 25 tonnes d'oxygène. En revanche, les astronautes vivant et travaillant sur Mars auront besoin de beaucoup moins d'oxygène pour respirer, environ une tonne pour une année passée à la surface de la planète rouge.
Transporter 25 tonnes d'oxygène de la Terre à Mars serait une tâche ardue. Le transport d'un convertisseur d'oxygène d'une tonne (un descendant plus gros et plus puissant de MOXIE) serait beaucoup plus économique et pratique.



Crédits: NASA/JPL-Caltech

L'atmosphère de Mars est composée à 96% de dioxyde de carbone. MOXIE fonctionne en séparant les atomes d'oxygène des molécules de dioxyde de carbone, qui sont constituées d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène. Le monoxyde de carbone résiduel est rejeté dans l'atmosphère martienne.
 
Ce processus de conversion nécessite des niveaux élevés de chaleur pouvant atteindre 800°C. Pour tenir compte de cela, l'outil MOXIE est fabriqué avec des matériaux résistants à la chaleur. Ceux-ci comprennent des pièces en alliage de nickel imprimées en 3D, qui chauffent et refroidissent les gaz qui les traversent, et un aérogel léger qui aide à retenir la chaleur. Une fine couche d'or enrobe l'extérieur de MOXIE pour empêcher la chaleur d'endommager potentiellement d'autres parties de Perseverance.


Crédits: NASA/JPL-Caltech

Durant cette première opération, MOXIE a produit environ 5 grammes d'oxygène, soit l'équivalent de 10 minutes d'oxygène respirable pour un astronaute. MOXIE est conçu pour générer jusqu'à 10 grammes d'oxygène par heure.
Les prochains cycles de production d'oxygène se dérouleront dans des conditions atmosphériques variables, à différentes heures de la journée, et à différentes saisons.

 
Source: mars.nasa.gov
 
   
 
 



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