Découvrez MOXIE de la NASA, une boîte qui produit de l’oxygène sur Mars

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Si les gens veulent explorer Mars à l’avenir, ils devront générer de l’oxygène. Il existe maintenant un petit appareil de la taille d’un grille-pain sur la planète qui fait exactement cela.

Dans une étude sorti cette semaine Dans la revue Science Advances, des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology ont montré que l’expérience d’utilisation des ressources in situ d’oxygène de Mars – connue sous le nom de MOXIE – peut produire de l’oxygène à partir de dioxyde de carbone, qui est abondant dans l’atmosphère martienne.

L’expérience, une partie de la NASA Mission Endurance Rover qui a atterri sur Mars en février 2021 marque la première fois que des ressources d’une autre planète ont été converties en quelque chose d’utile pour des missions humaines, ont déclaré des chercheurs. La petite boîte, développée par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA et le MIT, produit suffisamment d’oxygène pour correspondre à la sortie d’un petit arbre sur Terre, et peut le faire jour et nuit pendant plusieurs saisons sur Mars.

“C’est ce que les explorateurs font depuis des temps immémoriaux”, a déclaré Jeffrey Hoffman, ancien astronaute de la NASA, chercheur principal adjoint de la mission MOXIE et professeur d’ingénierie aérospatiale au MIT. “Découvrez quelles ressources sont disponibles là où vous allez et découvrez comment les utiliser.”

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Les agences spatiales, les scientifiques et les entrepreneurs font pression pour que les humains explorent Mars. La mission Artemis très attendue et troublée de la NASA sur la Lune est considérée comme un tremplin pour l’exploration de Mars au cours de la prochaine décennie. La Chine espère amener des humains sur la planète 2033. Elon Musk, la personne la plus riche du monde et PDG de SpaceX, l’a laissé entendre 2029.

Mais amener les humains sur Mars nécessite plusieurs choses compliquées, a déclaré Hoffman. Les astronautes doivent endurer des niveaux élevés de rayons cosmiques pendant le long voyage vers la planète. Le voyage vers et depuis Mars peut prendre plus de 8 mois, les voyageurs spatiaux doivent donc avoir suffisamment de nourriture et de médicaments.

La chose la plus importante est peut-être un approvisionnement fiable en oxygène, a déclaré Hoffman. Les astronautes en ont besoin pour respirer dans n’importe quel habitat temporaire qu’ils installent sur Mars, ainsi que dans les réservoirs de combinaisons spatiales lorsqu’ils explorent la planète. C’est aussi un carburant crucial pour la fusée dont ils auraient besoin pour retourner sur Terre depuis Mars.

Les agences spatiales pourraient envoyer suffisamment d’oxygène sur Mars pour que les astronautes puissent respirer et faire le voyage de retour, a déclaré Hoffman, mais cela serait très coûteux car cela nécessiterait plusieurs lancements de fusées. Fabriquer de l’oxygène sur Mars à partir du dioxyde de carbone de son atmosphère serait moins cher, a-t-il déclaré. L’atmosphère martienne contient environ 96 % de dioxyde de carbone.

Pour tester sa capacité à transformer le dioxyde de carbone en oxygène, la NASA a apporté une petite boîte en or lors de sa mission de rover Persévérance l’année dernière. Depuis avril 2021, MOXIE a mené de multiples tests au cours desquels il a produit de l’oxygène à différents moments de la journée martienne et dans différentes conditions saisonnières. Au cours de chaque expérience, la boîte produisait environ 6 grammes d’oxygène par heure, soit l’équivalent de la production d’un arbre modeste sur Terre. (Dans son test le plus récent, qui sera publié dans une prochaine publication, Hoffman a déclaré que les performances de la machine étaient passées à 10 grammes par heure.)

Une fois la technologie maîtrisée, les scientifiques devront considérablement augmenter la taille de la machine et s’assurer qu’elle fonctionne en continu. Pour soutenir une mission habitée sur Mars et ramener des humains, il faudrait générer au moins 4,5 à 6,5 livres d’oxygène par heure au cours d’une mission pluriannuelle, a déclaré Hoffman. “Pour ce faire, les choses devraient être multipliées par 100”, a-t-il déclaré.

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La machine peut fonctionner pendant la majeure partie de la journée martienne, à l’exception de quelques heures spécifiques.

“La seule chose que nous n’avons pas démontrée est de courir à l’aube ou au crépuscule lorsque la température baisse [on Mars] change fondamentalement », 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 permet de le faire, et une fois que nous l’avons testé en laboratoire, nous pouvons franchir cette dernière étape pour montrer que nous pouvons vraiment marcher à tout moment.”

Les ingénieurs prévoient de pousser le dispositif MOXIE à ses limites, en augmentant sa capacité de production d’oxygène et en s’assurant qu’il fonctionne pendant le printemps martien, lorsque l’atmosphère de la planète est dense et les niveaux de dioxyde de carbone élevés. “Nous mettrons tout aussi haut que nous l’osons et le laisserons aller aussi longtemps que nous le pourrons”, a déclaré Hecht.

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Les ingénieurs surveilleront l’usure de la machine et verront si elle peut supporter suffisamment de contraintes pour suggérer qu’elle peut être convertie en un système à part entière capable de fonctionner des milliers d’heures en continu. Si c’est le cas, l’impact pourrait être important.

“Pour soutenir une mission humaine sur Mars, nous devons apporter beaucoup de choses de la Terre”, a déclaré Hoffman. « Mais stupide vieil oxygène ? Si vous pouvez y arriver, faites-le – vous êtes en avance sur le match.

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