NASA’s toaster-sized device can make oxygen on Mars

NASA’s toaster-sized device can make oxygen on Mars

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Si les humains veulent explorer Mars à l’avenir, ils devront créer de l’oxygène. Maintenant, un petit appareil de la taille d’un grille-pain est sur la planète en train de faire exactement cela.

Dans une étude publiée cette semaine dans la revue Science Advances, des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology ont montré que la Mars Oxygen In Situ Resource Utilization Experiment, connue sous le nom de MOXIE, peut produire de l’oxygène à partir de dioxyde de carbone, abondant dans l’atmosphère de Mars.

L’expérience, qui fait partie de la mission Perseverance Rover de la NASA qui a atterri sur Mars en février 2021, est la première fois que les ressources d’une autre planète sont transformées en quelque chose d’utile pour les missions humaines, ont déclaré les 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 jour et 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 pour 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 à grands cris que les humains explorent Mars. La mission Artemis tant attendue et troublée de la NASA sur la Lune est considérée comme un tremplin pour explorer Mars au cours de la prochaine décennie. La Chine espère mettre des humains sur la planète d’ici 2033. Elon Musk, la personne la plus riche du monde et PDG de SpaceX, a laissé entendre qu’il le ferait au 2029.

Mais amener les 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.

Le plus important est peut-être un approvisionnement fiable en oxygène, a déclaré Hoffman. Les astronautes en ont besoin pour respirer dans tous les habitats temporaires qu’ils établissent sur Mars, ainsi que dans les réservoirs de combinaisons spatiales lorsqu’ils explorent la planète. C’est également un propulseur crucial pour propulser la fusée dont ils auraient besoin pour retourner de Mars à la Terre.

Les agences spatiales pourraient envoyer suffisamment d’oxygène sur Mars pour que les astronautes puissent respirer et rentrer chez eux, a déclaré Hoffman, mais cela coûterait très cher et nécessiterait plusieurs lancements de fusées. Produire de l’oxygène sur Mars à partir de dioxyde de carbone dans son atmosphère serait moins cher, a-t-il déclaré. L’atmosphère de Mars est composée d’environ 96 % de dioxyde de carbone.

Pour tester sa capacité à convertir le dioxyde de carbone en oxygène, la NASA a ramené l’année dernière une petite boîte dorée lors de sa mission Perseverance Rover. Depuis avril 2021, MOXIE a mené plusieurs tests au cours desquels il a produit de l’oxygène à différents moments de la journée martienne et dans différentes conditions saisonnières. Lors de chaque expérience, la boîte produisait environ 6 grammes d’oxygène par heure, ce qui équivaut à 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 devraient 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 par heure devraient être créés au cours d’une mission pluriannuelle. “Cela nécessiterait de redimensionner les choses plusieurs centaines de fois”, 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 montrée est de courir à l’aube ou au crépuscule, lorsque la température [on Mars] cela 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 épaisse et que les niveaux de dioxyde de carbone sont élevés. “Nous allons tout mettre en place aussi haut que nous l’osons et le laisser 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 transformée 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 ramener beaucoup de choses de la Terre”, a déclaré Hoffman. “Mais stupide vieil oxygène ? Si vous pouvez y arriver, allez-y : vous avez une longueur d’avance.”

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