Rencontrez MOXIE de la NASA, un fonds qui produit de l’oxygène sur Mars

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

dans une étude Sortie cette semaine Dans la revue Science Advances, des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology montrent qu’une expérience utilisant les ressources en oxygène du site martien – connue sous le nom de MOXIE – peut produire de l’oxygène à partir de dioxyde de carbone, en abondance dans l’atmosphère martienne.

L’expérience fait partie de la NASA Rover de mission Persévérance Cet atterrissage 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 les chercheurs. La petite boîte, créée par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA et le Massachusetts Institute of Technology, 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 les multiples saisons de Mars.

« C’est ce que les explorateurs ont fait depuis des temps immémoriaux », a déclaré Jeffrey Hoffman, ancien astronaute de la NASA et chercheur principal adjoint pour la mission MOXIE et professeur d’ingénierie aéronautique au MIT. « Découvrez quelles ressources sont disponibles là où vous allez et apprenez à les utiliser. »

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Agences spatiales, scientifiques et entrepreneurs font appel aux humains pour explorer Mars. La mission Artemis tant attendue et turbulente de la NASA sur la Lune est un tremplin vers l’exploration de Mars au cours de la prochaine décennie. La Chine espère mettre des gens sur cette planète 2033. Elon Musk, la personne la plus riche du monde et PDG de SpaceX, a laissé entendre qu’il le ferait par 2029.

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Hoffman a déclaré qu’amener des humains sur Mars nécessite plusieurs choses compliquées. Les astronautes doivent endurer des niveaux élevés de rayonnement cosmique pendant le long voyage vers la planète. Voyager vers et depuis Mars pourrait prendre plus de 8 mois, il devrait donc y avoir beaucoup 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 ont installé sur Mars, ainsi que dans les réservoirs de combinaisons spatiales lorsqu’ils partent explorer la planète. C’est aussi un motif important pour fournir à la fusée le carburant dont elle a besoin pour revenir de Mars à la Terre.

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

Pour tester sa capacité à convertir le dioxyde de carbone en oxygène, la NASA a apporté l’année dernière un petit coffre en or à la mission Perseverance Rover. Depuis avril 2021, MOXIE a mené plusieurs tests dans lesquels 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, 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.)

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Si la technologie est perfectionnée, les scientifiques devront faire évoluer considérablement la machine et s’assurer qu’elle peut fonctionner en continu. Pour soutenir une mission humaine sur Mars et ramener des gens, au moins 4,5 à 6,5 livres d’oxygène par heure doivent être générés au cours d’une mission pluriannuelle, a déclaré Hoffman. « Cela prendrait des centaines de fois plus », 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 spécifiées.

La seule chose que nous n’avons pas montrée est de courir à l’aube ou au crépuscule, quand la température monte [on Mars] « Cela change radicalement », 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 permettra de le faire, et une fois que nous aurons testé cela en laboratoire, nous pourrons atteindre ce dernier exploit pour montrer que nous pouvons vraiment courir à tout moment. »

Les ingénieurs prévoient de pousser l’instrument MOXIE à ses limites, d’augmenter sa capacité de production d’oxygène et de s’assurer qu’il fonctionne pendant le printemps de Mars, lorsque l’atmosphère de la planète est dense et que les niveaux de dioxyde de carbone sont élevés. « Nous allons tout mettre aussi haut que nous l’osons et le laisser fonctionner aussi longtemps que possible », 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.

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« Pour soutenir une mission humaine sur Mars, nous devons faire venir beaucoup de choses de la Terre », a déclaré Hoffman. « Mais vieil oxygène stupide? Si vous pouvez y arriver, continuez – vous êtes en avance sur le jeu. « 

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