Perseverance avait à son bord plusieurs tâches et expériences à réaliser sur Mars. Dans la liste des grandes premières du nouveau venu à 6 roues sur la planète rouge, et après avoir réussi à larguer et faire voler le premier drone sur une autre planète, la NASA annonce ce soir la réussite de MOXIE, acronyme de : Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment.
Cette expérience d’utilisation des ressources in situ de l’oxygène de Mars devait prouver le fonctionnement de la conversion en oxygène à partir de l’atmosphère de Mars, qui est composée à plus de 95% de dioxyde de carbone (CO2).
MOXIE est un appareil de la taille d’un grille-pain, et par conséquent il s’agit d’une expérience test, mais il permet d’imaginer qu’un appareil d’une taille plus importante soit mis en œuvre dans des missions futures afin de créer un stock d’oxygène permettant la vie sur Mars.
“Il s’agit d’une première étape essentielle pour convertir le dioxyde de carbone en oxygène sur Mars”, “MOXIE a encore du travail à faire, mais les résultats de cette démonstration technologique sont pleins de promesses alors que nous nous rapprochons de notre objectif de voir un jour des humains sur Mars. L’oxygène n’est pas seulement le produit que nous respirons. Le propergol des fusées dépend de l’oxygène, et les futurs explorateurs dépendront de la production de propergol sur Mars pour faire le voyage de retour.”
Jim Reuter, administrateur associé STDM (Direction des missions de technologie spatiale)
La première cuvée d’oxygène sur Mars ne va pas vous permettre de prendre un grand bol d’air frais, car seulement 5 grammes soit 10 minutes d’oxygène pour un astronaute ont été produites. Mais MOXIE peut produire jusqu’à 10 grammes d’oxygène par heure.
Cette expérience avait pour objectif de démontrer que l’appareil pouvait résister au voyage jusqu’à la planète rouge et que l’opération fonctionnait réellement in situ.
MOXIE devrait extraire de l’oxygène au moins 9 autres fois au cours d’une année martienne (686,98 jours solaires terrestres), les tests se dérouleront avec des températures différentes, des saisons différentes et avec des modes de fonctionnement différents, pour tester toutes les limites du matériel directement sur Mars.
Les photos ci-dessus sont celles d’un jumeau au MOXIE utilisé en laboratoire pour les tests, au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie.
Parlons technique
Dans cette boîte en aluminium plaquée d’or se trouve une unité d’électrolyse à oxyde solide (SOXE) qui constitue le cœur du MOXIE.
MOXIE aspire, comprime et réchauffe de l’atmosphère martienne. Un filtre HEPA permet de retirer les particules, ensuite un compresseur scroll comprime l’air et un système de chauffage monte l’air à plus de 300°, ce qui permet de séparer les molécules de CO2 en CO et O2 par le bief d’une électrolyse à oxyde solide.
Une cellule d’électrolyse à oxyde solide fonctionne de la manière suivante : à des températures élevées, certains oxydes de céramiques, ayant des noms barbares comme Yttria-stabilized zirconia et cérium dopé au gadolinium, deviennent conducteurs d’atomes d’O2.
Donc pour simplifier, en faisant circuler des molécules de CO2 entre de fines couches d’Yttria-stabilized zirconia et de cérium dopé, chauffés à haute température, cela crée une électro catalyse qui permet de transférer au travers de la cathode un atome d’oxygène, qui détache donc une des molécules de CO. Une fois recombiné au passage de la cathode, cela crée une molécule d’O2 (de l’oxygène). Donc 2CO2 -> 2CO + O2.
Il est donc bien possible de créer sur Mars de l’oxygène, aussi bien pour la vie des astronautes que pour la fabrication d’oxydant, un des ergols nécessaires au voyage retour.
Relu et corrigé par Julie
