La NASA commence à générer de l'oxygène sur Mars avec une petite boîte
Cet appareil fonctionne aussi bien qu'un petit arbre, et les scientifiques l'ont utilisé 7 fois jusqu'à présent.
L'atmosphère martienne n'est actuellement pas adaptée à la respiration et ne supporte pas la continuité de la vie, car elle est très mince et moins dense que cent fois l'atmosphère terrestre. À la surface de la planète rouge, cependant, il y a maintenant un petit appareil, de la taille d'un sac à main, qui pompe de l'oxygène dans l'atmosphère inhabitée.
L'appareil s'appelle MOXIE, ou Mars Oxygen In-situ resource utilisation Experiment, ce qui signifie qu'il est équipé pour utiliser les ressources naturelles du site d'origine pour produire de l'oxygène, ce qui en fait la première expérience de ce type.
Ces expériences visent à rendre l'air respirable sur Mars, pour permettre enfin d'y envoyer une mission humaine. Et le voyage de retour nécessiterait des tonnes d'oxygène pour propulser le vaisseau spatial de la surface de la planète dans l'espace.
MOXIE a été placé au cœur du Perseverance Rover avant son envoi sur Mars en juillet 2020. Il utilise une méthode appelée électrolyse pour séparer les molécules de CO2 en monoxyde de carbone (CO) et un ion oxygène. Ce qui aide, c'est la composition du CO2, composé d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène, et son abondance à la surface de Mars, puisqu'il y constitue environ 96 % de l'atmosphère.
Comme mentionné précédemment, MOXIE a produit de l'oxygène dans 7 expériences, depuis son atterrissage sur la planète rouge en février 2021 jusqu'à la fin de cette année, et continuera à en produire davantage à l'avenir.
Le MIT soutient ces expériences, et le professeur du MIT Jeffrey Hoffman déclare : « C'est la première expérience à utiliser des ressources à la surface d'une autre planète et à les transformer chimiquement en quelque chose utilisable dans des missions humaines. C'est un événement historique. »
Hoffman est un ancien astronaute de la NASA et chercheur principal adjoint au MOXIE.
L'utilisation de l'électrolyse pour générer de l'oxygène n'est pas nouvelle, par exemple, les astronautes de la Station spatiale internationale utilisent cette méthode pour séparer les molécules d'eau H2O en hydrogène et oxygène. Mais avec de l'eau si rare sur Mars, elle ne devrait pas être perdue s'il n'y a pas d'autre moyen.
Les scientifiques ont étudié en profondeur la séparation électrochimique du dioxyde de carbone en ses principaux composants pendant des décennies. C'est un processus bien compris et éprouvé dans notre monde. Mais le défi était de construire un système capable de le faire sur Mars en utilisant les ressources locales de la planète.
Le processus de production d'oxygène MOXIE comporte plusieurs étapes :
L'air martien entre par un filtre HEPA et le purifie de la poussière et des impuretés.
L'air est comprimé et chauffé à 800 degrés Celsius.
L'air est transmis à un appareil appelé électrolyseur à oxygène solide, qui divise le dioxyde de carbone en monoxyde de carbone et en ions oxygène négatifs.
Ensuite, les ions oxygène fusionnent pour devenir une molécule d'oxygène, O2, dont l'appareil mesure la qualité et la quantité.
Enfin, l'oxygène est libéré dans l'atmosphère martienne.
Les scientifiques expérimentaux disent qu'une opération nécessite plusieurs heures d'échauffement, après quoi MOXIE travaille pour produire de l'oxygène pendant une heure, de sorte qu'il est censé pomper 10 grammes - assez pour qu'un astronaute respire pendant 20 minutes - puis prépare le système pour un état d'arrêt de travail.
Dans chacune de ses sept expériences, MOXIE a synthétisé entre 5,4 et 8,9 g d'oxygène moléculaire, pour un total de 49,9 g.
Le climat de Mars est instable, non seulement entre le jour et la nuit, mais aussi entre les saisons de l'année, ce qui affecte les températures et la densité de l'air. Par conséquent, il est nécessaire de faire l'expérience de MOXIE dans différents climats et conditions météorologiques. C'est ce que les scientifiques ont fait dans les nombreuses périodes de fonctionnement, ne laissant que la tâche de l'exploiter dans les périodes d'aube et de crépuscule, lorsque les températures changent de façon spectaculaire.
À ce sujet, Michael Hecht, chercheur principal chez MOXIE, déclare : « Nous avons un atout dans notre poche qui nous permettra de le faire, et lorsque nous l'essayons en laboratoire, nous pouvons dire que nous avons atteint une réalisation importante qui prouve notre capacité à faire fonctionner l'appareil à tout moment.
Le but ultime est de construire un système qui fonctionne avec le même mécanisme mais à une échelle beaucoup plus grande que MOXIE, et un tel appareil devrait constamment produire de l'oxygène.
Hecht a précédemment déclaré qu'une petite équipe d'astronautes aurait besoin d'une tonne d'oxygène respirable pour rester sur Mars pendant une année entière. Et tout cela sans compter les tonnes d'oxygène qui entrent dans la composition du carburant de lancement pour le retour. Pour ce voyage, vous avez besoin de 50 tonnes de carburant - principalement de l'oxygène - à la surface de Mars, et cela nécessite d'apporter 500 tonnes de carburant de la planète Terre, ce qui entrave l'exploration spatiale. Pour résoudre ce problème, les scientifiques utiliseront un système de génération d'oxygène sur Mars similaire à MOXIE.
Les scientifiques mèneront la prochaine expérience à un moment de l'année où l'atmosphère martienne est plus dense qu'à tout autre moment. Le but de cette expérience est d'utiliser l'appareil à son potentiel maximum pour produire la plus grande quantité d'oxygène. Les résultats montreront les limites des capacités de MOXIE, afin de contribuer à repousser encore plus loin ces limites dans le futur dispositif.
Enfin, Hoffman a déclaré: «Pour permettre une mission humaine sur Mars, nous devons apporter de nombreux équipements de la Terre, tels que des ordinateurs, des combinaisons spatiales et des logements. Mais l'oxygène ? Si vous pouvez y arriver, faites-le et vous serez en avance sur la course.
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