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

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

“C’est ce que les explorateurs ont fait 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 réclament que les humains explorent Mars. La mission Artemis très attendue et troublée de la NASA sur la Lune est considérée comme un tremplin vers l’exploration de Mars au cours de la prochaine décennie. La Chine espère mettre des humains sur la planète en 2033. Elon Musk, la personne la plus riche du monde et PDG de SpaceX, a laissé entendre qu’il le ferait en 2029.

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

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 propulseur crucial pour alimenter la fusée dont ils auraient besoin pour retourner de Mars sur Terre.

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 de Mars est constituée d’environ 96 % de dioxyde de carbone.

Pour tester leur capacité à convertir le dioxyde de carbone en oxygène, la NASA a apporté une petite boîte dorée lors de sa mission Perseverance Rover l’année dernière. Depuis avril 2021, MOXIE a effectué plusieurs 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 a créé 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 un prochain article, Hoffman a déclaré que la production de la machine était passée à 10 grammes par heure.)

Si la technologie est maîtrisée, les scientifiques devront considérablement augmenter la taille de la machine et s’assurer qu’elle peut fonctionner en continu. Pour soutenir une mission humaine sur Mars et ramener les gens, a déclaré Hoffman, au moins 4,5 à 6,5 livres d’oxygène devraient être créés par heure au cours d’une mission pluriannuelle. “Cela nécessiterait de multiplier les choses par plusieurs centaines”, 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 [on Mars] change considérablement », a déclaré Michael Hecht, chercheur principal de la mission MOXIE à l’observatoire Haystack du MIT. “Nous avons un as 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.”

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 que les niveaux de dioxyde de carbone sont élevés. “Nous mettrons tout aussi haut que nous l’osons et le laisserons fonctionner 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 grande échelle pouvant fonctionner en continu pendant des milliers d’heures. Si c’est le cas, les effets pourraient être importants.

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