Perseverance établit un nouveau record de production d'oxygène sur Mars

Crédits : NASA/JPL-Caltech/MSSS/ASU/Thomas Appéré

Embarqué à bord du rover Perseverance, l'instrument MOXIE (pour Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) a pour objectif de produire de l'oxygène à partir de l’atmosphère martienne riche en CO2. Les résultats ont rapidement été très prometteurs. Il restait cependant à tester le fonctionnement du système au cours du temps, mais également dans des conditions atmosphériques très variables.
 
Peu de temps après l'atterrissage de Perseverance dans le cratère Jezero, le petit instrument s'est donc mis à fonctionner. Dans la soirée du 20 avril 2021, l’instrument MOXIE a produit 5 grammes d’Oxygène, générés en une heure de fonctionnement, par transformation du dioxyde de carbone (CO2) présent à 96% dans la fine atmosphère martienne.


Moxie est le premier instrument à produire de l’oxygène sur un autre monde. Crédits : NASA, JPL-Caltech

D’abord capable de puiser et comprimer le CO2 martien, l’instrument chauffe ensuite sa récolte à près de 800°C, température à laquelle oxygène et monoxyde de carbone (CO) sont séparés. Des ions d’oxygène ainsi créés se combinent enfin en dioxygène O2, dont la part naturelle atmosphérique n’excède pas 0,13%.
 
Gros comme une batterie de voiture et couvert d’or afin d’isoler la chaleur interne du reste de Perseverance, MOXIE a été conçu pour produire jusqu’à 12 grammes d'oxygène par heure. Il n'était pourtant pas évident que l'instrument arrive à supporter le stress thermique que lui imposait la planète et fonctionne de manière optimale en toutes saisons.



L'objectif est désormais de pousser la production d'oxygène à son maximum lors du printemps martien, mais également de tester le fonctionnement de l'appareil à l'aube et au crépuscule, deux moments de la journée où la température change rapidement et de façon notable.
 
Le premier record de production d'oxygène martien date du 22 août 2022. MOXIE avait atteint un pic de 10,44 grammes d'oxygène par heure. Ce débit maximal a été maintenu pendant 1 minute sur les 70 minutes d'oxygène produites pendant l'essai. L'équipe de Perseverance a dépassé ce jour-là son objectif de 6 grammes par heure, soit l'équivalent de la quantité produite par un petit arbre sur Terre.



Une nouvelle opportunité d'exploitation de MOXIE s'est présentée récemment. Malgré la densité décroissante de l'atmosphère de Mars, l'outil a réussi à battre à nouveau son record le 28 novembre 2022 en atteignant près de 10,56 grammes par heure. Cette production d'oxygène a été maintenue à 9,79 grammes par heure pendant près de 40 minutes.
 
Au-delà de ces démonstrations concluantes, il faudra concevoir une technologie plus grande pour qu'elle puisse servir un jour à de futurs astronautes, notamment pour leur permettre de respirer sur Mars. Mais la principale utilisation d'oxygène sera dédiée au carburant des fusées, indispensable pour le retour sur Terre. Pour envoyer quatre personnes sur la planète rouge, il faut consommer environ 25 tonnes d'oxygène. Cette quantité reste bien trop importante pour être transportée depuis la Terre, et justifie que l’oxygène liquide qu'emploient communément les lanceurs devra un jour être fabriqué sur place.



Bien que l’expérience MOXIE soit celle du MIT (Massachusetts Institute of Technology), Moxie a été conçu et testé au JPL (Jet Propulsion Laboratory) de la NASA, à Pasadena en Californie. Le cœur de l’instrument, qui convertit le CO2 en O2 est néanmoins l’œuvre de l’entreprise OxEon Energy (anciennement Ceramatec) à Salt Lake City (Utah), quand le compresseur qui récolte l’air martien a été l’affaire de la société Air Squared, dans le Colorado. Il a fallu l'équivalent de tout un village pour réaliser cet exploit technologique, pour peut-être un jour, en construire un sur un autre monde.
 
Source: marsdaily.com
 

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