Le projet MOXIE du MIT fait un grand pas vers la vie humaine sur Mars en produisant de l’oxygène
“C’est historique”, disent les scientifiques du MIT.
Dans une percée significative, la machine de la taille d’une boîte à lunch du Massachusetts Institute of Technology (MIT) a produit de l’oxygène à partir de l’atmosphère de la planète rouge pendant plus d’un an, donnant l’espoir d’une vie sur Mars un jour.
Depuis avril 2021, l’expérience MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) dirigée par le MIT a réussi à produire de l’oxygène à partir de l’atmosphère de la planète rouge, riche en dioxyde de carbone, selon un communiqué de presse publié mercredi par l’institut.
Le projet MOXIE dirigé par le MIT a réussi à produire de l’oxygène lors de sept essais sur la planète rouge. NASA/JPL-Caltech
“C’est historique”, a déclaré le chercheur principal adjoint de MOXIE, Jeffrey Hoffman, professeur de pratique au département d’aéronautique et d’astronautique du MIT.
“C’est la première démonstration de l’utilisation effective de ressources à la surface d’un autre corps planétaire et de leur transformation chimique en quelque chose d’utile pour une mission humaine.”
Au cours de sept séries d’expériences, MOXIE a produit de l’oxygène dans diverses conditions atmosphériques, notamment de jour comme de nuit et tout au long des saisons martiennes.
À chaque fois, l’instrument a produit six grammes d’oxygène par heure, ce qui correspond à peu près à la production d’un petit arbre sur Terre.
La production d’oxygène par MOXIE sur Mars représente également la première démonstration de “l’utilisation in situ des ressources”, c’est-à-dire l’idée de récolter du dioxyde de carbone sur Mars pour produire de l’oxygène qui, autrement, devrait être transporté depuis la Terre.
La machine à oxygène a été embarquée à bord du rover Perseverance de la NASA et de la mission Mars 2020.
Comment fonctionne le projet MOXIE ?
MOXIE a démontré que, malgré les compromis inévitables de son architecture actuelle, il peut convertir de manière fiable et efficace l’atmosphère de Mars en oxygène pur.
Pour ce faire, il aspire l’air martien et le fait passer à travers un filtre pour éliminer toute impureté. L’électrolyseur à oxyde solide (SOXE) est un dispositif créé et fabriqué par OxEon Energy. L’air comprimé est divisé en ions oxygène et en monoxyde de carbone par des réactions électrochimiques.
Les ions oxygène sont ensuite séparés et réunis à nouveau pour créer de l’oxygène moléculaire respirable, ou O2, dont le MOXIE analyse ensuite la quantité et la pureté avant de le relâcher de manière inoffensive dans l’atmosphère avec le monoxyde de carbone et les autres gaz atmosphériques.
MOXIE avec le couvercle avant retiré, montrant les ensembles compresseur et SOXE. MIT/NASA
L’instrument a démontré sa capacité à produire de l’oxygène pratiquement toute l’année sur Mars.
“La seule chose que nous n’avons pas démontrée, c’est le fonctionnement à l’aube ou au crépuscule, lorsque la température change considérablement”, a déclaré Michael Hecht, chercheur principal de la mission MOXIE à l’observatoire Haystack du MIT.
“Nous avons un atout dans notre manche qui nous permettra de le faire, et une fois que nous l’aurons testé en laboratoire, nous pourrons atteindre cette dernière étape pour montrer que nous pouvons vraiment courir à tout moment.”
Stratégie
La conception actuelle de MOXIE est petite pour tenir à bord du rover Perseverance. Il est conçu pour fonctionner pendant de courtes périodes, en démarrant et en s’arrêtant à chaque fois, en fonction du calendrier d’exploration du rover et des responsabilités de la mission.
Selon les chercheurs du MIT, une version à échelle réduite de MOXIE pourrait être envoyée sur Mars avant une mission humaine afin de produire de l’oxygène en continu à un rythme de plusieurs centaines d’arbres.
À cette capacité, le système devrait produire suffisamment d’oxygène pour subvenir aux besoins des humains à leur arrivée et alimenter la fusée qui ramènera les astronautes sur Terre.
“Nous avons appris énormément de choses qui serviront de base aux futurs systèmes à plus grande échelle”, a déclaré M. Hecht.
Les ingénieurs ont l’intention d’améliorer la capacité de production de MOXIE à mesure qu’il continue à produire de l’oxygène sur Mars, en particulier au printemps martien, lorsque la densité atmosphérique et les niveaux de dioxyde de carbone sont élevés.
“Le prochain passage à venir aura lieu pendant la densité la plus élevée de l’année, et nous voulons simplement produire autant d’oxygène que possible”, a déclaré Hecht.
“Nous allons donc tout régler aussi haut que possible et laisser tourner aussi longtemps que possible.”
En tant que l’une des nombreuses expériences du rover Perseverance, MOXIE ne peut pas fonctionner en continu comme le ferait un système naturel.
Au lieu de cela, l’instrument doit démarrer et s’éteindre après chaque cycle, ce qui soumet le système à un stress thermique susceptible de le faire tomber en panne.
Supposons que le MOXIE puisse fonctionner correctement malgré des mises en marche et des arrêts fréquents. Dans ce cas, un système plus étendu destiné à fonctionner en continu pourrait être capable de faire de même pendant des milliers d’heures.
“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 Hoffman.
“Mais ce bon vieil oxygène ? Si vous pouvez y arriver, allez-y, vous avez une longueur d’avance.”
Cette recherche, soutenue en partie par la NASA, a été publiée pour la première fois dans Science Advances.
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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
