Une boîte « historique » sur Mars fabrique de l’oxygène au rythme d’un arbre

Lorsque la sonde robotique de la NASA a décollé vers Mars l’année dernière, elle a apporté avec elle une petite boîte en or, appelée MOXIE, pour expérimenter l’utilisation des ressources en oxygène du site sur Mars.

Depuis lors, MOXIE produit de l’oxygène à partir du mince air martien.

Et mercredi dans Science Advances, l’équipe à l’origine de cet étrange outil a confirmé que MOXIE fonctionne si bien que sa production d’oxygène est comparable au modeste taux de production de l’arbre terrestre.

À la fin de 2021, de nombreuses données ont montré que MOXIE avait atteint avec succès sa production d’oxygène cible de six grammes par heure au cours de sept cycles expérimentaux distincts, ainsi que dans diverses conditions météorologiques. Cela inclut le jour et la nuit, les différentes saisons de Mars et d’autres choses comme ça.

« La seule chose que nous n’avons pas montrée est de courir à l’aube ou au crépuscule, lorsque la température change radicalement », a déclaré Michael Hecht, chercheur principal de la mission MOXIE à l’observatoire Haystack du MIT. Il a déclaré dans un communiqué de presse. « Nous avons vraiment tout dans notre manche qui nous permet de le faire, et une fois que nous l’avons testé en laboratoire, nous pouvons atteindre cette dernière étape pour montrer que nous pouvons vraiment courir à tout moment. »

Pour les scientifiques et les agences spatiales, il est particulièrement excitant que la promesse de MOXIE soit forte, car les délais proposés pour les missions martiennes chargées d’astronautes se profilent pour apprendre comment assurer la sécurité des explorateurs spatiaux sur la planète rouge à l’avenir.

L’objectif du PDG de SpaceX, Elon Musk, d’atterrir des humains sur Mars semble être 2029, par exemple, et celui de la NASA. Prochaine mission Artemis I Moon Il vise à ouvrir la voie aux vols vers Mars Prévu dans les années trente ou quarante du XXe siècle. « Pour soutenir une mission humaine sur Mars, nous devons apporter beaucoup de choses de la Terre, comme des ordinateurs, des combinaisons spatiales et des habitats », a déclaré Jeffrey Hoffman, chercheur principal adjoint au MOXIE et professeur au MIT, dans un communiqué de presse. « Mais stupide vieil oxygène ? Si tu peux y arriver, va le trouver – tu es en avance sur le match. »

Dans l’état actuel des choses, MOXIE est assez petit (essentiellement la taille d’un grille-pain), mais c’est probablement une bonne chose. Cela signifie que si les scientifiques peuvent en quelque sorte augmenter le volume du cube décoré, MOXIE peut produire plus de six grammes d’oxygène par heure.

« Nous avons appris énormément de choses qui guideront les futurs systèmes à plus grande échelle », a déclaré Hecht.

Peut-être qu’un jour, selon les chercheurs, il pourrait éventuellement produire de l’oxygène au rythme de plusieurs centaines d’arbres, soutenant ainsi les astronautes une fois qu’ils ont atteint Mars et alimentant les fusées qui ont besoin de l’élément de vie pour ramener l’équipage sur Terre.

« Les astronautes qui passent un an à la surface peuvent utiliser une tonne métrique entre eux », a déclaré Hecht dans un communiqué de presse de la NASA l’année dernière. Mais, Selon l’agence spatialePour faire décoller quatre astronautes de la surface de Mars lors d’une future mission, il faudrait environ 15 000 livres (7 tonnes métriques) de carburant de fusée et 55 000 livres (25 tonnes métriques) d’oxygène. Obtenir tout cet oxygène de la Terre serait à la fois d’un coût prohibitif et inefficace.

Alors, dit Hoffman, pourquoi ne pas simplement produire tout l’oxygène sur la planète aride elle-même ?

Comment fonctionne MOXIE ?

Sur Mars, MOXIE convertit activement le dioxyde de carbone de l’atmosphère martienne – où l’élément représente 96 % – en oxygène respirable.

Un peu de chimie 101 est que les molécules de dioxyde de carbone sont constituées d’un atome de carbone et de deux atomes d’oxygène. Ces petits morceaux sont essentiellement collés ensemble. Mais un outil à l’intérieur de MOXIE, appelé électrolyseur à oxyde solide, peut collecter les fragments d’oxygène à l’intérieur des molécules de dioxyde de carbone qui intéressent les scientifiques. Une fois terminées, toutes les molécules d’oxygène flottantes sont recombinées en O2, également connu sous le nom de deux atomes d’oxygène, mieux connu sous le nom de type d’oxygène que nous connaissons et aimons.

Je sais que c’est différent, mais je pense toujours à WALL-E de Pixar. Alors, comme le dit wal-e : Ta-da !

« Il s’agit de la première démonstration de l’utilisation réelle de ressources à la surface d’un autre corps planétaire et de leur conversion chimique en quelque chose qui pourrait être utile pour une mission humaine », a déclaré Hoffman. « C’est historique dans ce sens. »

Tout au long, ce processus nécessite l’utilisation d’une super chaleur – les températures atteignent environ 1 470 degrés Fahrenheit (800 degrés Celsius) – ce qui donne à MOXIE son revêtement doré distinctif.

Comme le télescope spatial James Webb phare de la NASA, MOXIE doit être protégé de la chaleur infrarouge car il fonctionne avec la même chaleur. C’est exactement ce que fait le placage à l’or, et en fait, les miroirs JWST sont également plaqués or pour la raison exacte.

Ensuite, l’équipe MOXIE a l’intention de démontrer que MOXIE fonctionne bien même dans des conditions plus intenses, comme la prochaine course qui aura lieu pendant « la plus haute intensité de l’année », a déclaré Hecht. « Nous allons tout mettre aussi haut que nous l’osons et le laisser fonctionner aussi longtemps que possible. »