Perseverance fabrique de l’oxygène avec l’atmosphère martienne

Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS/ASU/Thomas Appéré
Pour la première fois de sa mission, le rover Perseverance a fabriqué de l’oxygène grâce à son instrument Moxie. Avec l’air martien pour seul ingrédient.

Nouveau jalon pour Mars 2020. Après avoir fait voler son hélicoptère Ingenuity, la mission d’exploration de la planète rouge vient d’accomplir une nouvelle première dans l’histoire de l’exploration spatiale. Dans la soirée du 20 avril 2021, l’instrument Moxie a produit de l’oxygène sur une autre planète. Quelque 5 grammes d’O2 générés en une heure de fonctionnement, par transformation du dioxyde de carbone (CO2) présent à 96% dans la fine atmosphère martienne. D’abord capable de puiser et comprimer le CO2 martien, l’instrument chauffe ensuite sa récolte à près de 800°C, température à laquelle oxygène et monoxyde de carbone (CO) sont séparés. Des ions d’oxygène ainsi créés se combinent enfin en dioxygène O2, dont la part naturelle atmosphérique n’excède pas 0,13%. Gros comme une batterie de voiture et couvert d’or afin d’isoler la chaleur interne du reste de Perseverance, Moxie (acronyme de Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) a été conçu pour produire jusqu’à 12 grammes d'oxygène par heure.

Respirer et décoller

Passée cette démonstration, il faudra monter en gamme pour qu’une telle technologie serve un jour à de futurs astronautes. Afin qu’ils respirent d’abord. Mais surtout pour servir de carburant aux fusées, afin qu’ils puissent rentrer sur Terre. « Faire décoller quatre astronautes du sol de Mars demanderait environ 25 tonnes d’oxygène », estime Michael Hecht, responsable de l’instrument au MIT (Massachusetts Institute of Technology), dans un communiqué de son université. Une masse qui reste bien trop grande pour être transportée depuis la Terre, justifiant que l’oxygène liquide qu'emploient communément les lanceurs devra un jour être fabriqué sur place.

Les données récoltées dans les prochains mois guideront la conception de futurs générateurs d’oxygène martien à grande échelle. Au moins neuf autres mesures sont prévues pendant la première année de la mission Mars 2020. « Nous avons planifié notre prochain test le mois prochain. Plus agressif en termes de taux de production d’oxygène, et pendant le jour plutôt que la nuit. Des conditions très différentes », nous informe Michael Hecht. « L’équipe qui opère Moxie est basée au MIT, un peu sur le campus de Cambridge [près de Boston] et beaucoup à l’observatoire de Haystack, détaille le responsable. Mais concrètement, nous faisons tous fonctionner l’instrument à distance, de la Californie jusqu’au Danemark. »

Moxie en cours d'intégration dans une salle blanche du Jet Propulsion Laboratory, le 20 mars 2019. © Nasa/JPL-Caltech

Bien que l’expérience soit celle du MIT, Moxie a été conçu, fabriqué et testé au JPL (Jet Propulsion Laboratory) de la Nasa, à Pasadena en Californie. Le cœur de l’instrument, qui convertit le CO2 en O2 est néanmoins l’œuvre de l’entreprise OxEon Energy (anciennement Ceramatec) à Salt Lake City (Utah), quand le compresseur qui récolte l’air martien a été l’affaire de la société Air Squared, dans le Colorado. « Il a fallu tout un village », résume Michael Hecht. Pour peut-être un jour, en construire un sur un autre monde.

 

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