Si l’homme doit un jour coloniser Mars, il aura besoin d’oxygène, pour ses besoins comme pour assurer sa subsistance ou faire décoller des fusées. Ramener de l’oxygène de la Terre serait coûteux et risqué, alors pourquoi ne pas tenter de la collecter depuis l’atmosphère martienne ?
Le rover Perseverance est doté d’un instrument baptisé MOXIE qui permet cette utilisation de l’air martien pour en extraire l’oxygène. Il fonctionne en dissociant un atome d’oxygène des molécules de CO2 (dioxyde de carbone) qui composent plus de 90% de l’atmosphère ambiante.
L’instrument est en test depuis 2021 avec un objectif de production stabilisée de 6 grammes d’oxygène par heure qui a été atteint l’an dernier. Depuis, les équipes ont affiné les réglages de MOXIE et sont parvenus début juin 2023 à produire deux fois plus d’oxygène, soit 12 grammes d’oxygène par heure, à l’occasion d’un quinzième essai depuis sa mise en service.
Repousser les limites
En poussant l’instrument à ses limites, le test était risqué et aurait pu mal tourner, selon Michael Hecht, responsable de l’instrument MOXIE, interrogé par Space.com. Il explique que le processus chimique d’extraction d’oxygène produit du monoxyde de carbone (CO) et un résidu carboné qui peut finir par s’accumuler dans l’appareillage.
Il a donc fallu surveiller attentivement le voltage de MOXIE pour améliorer le rendement d’extraction d’oxygène tout en contrôlant l’ampleur de ces déchets. Cet essai d’optimisation a été tenté après l’étude du fonctionnement de l’instrument dans différentes conditions de l’atmosphère martienne et la recherche d’optimisations tout au long de 2022.
En attendant des systèmes plus complexes
En tant qu’outil expérimental, l’exploration des capacités de MOXIE dépend des financements de recherche. En démontrant sa capacité à produire plus d’oxygène que prévu, l’équipe du MIT veut aussi séduire de nouveaux partenaires financiers et prolonger la durée prévue de fonctionnement de l’instrument.
MOXIE n’a que la taille d’un gros grille-pain de 18 Kg mais il permet d’envisager la conception de systèmes bien plus imposants capables à terme d’extraire plusieurs tonnes d’oxygène de l’atmosphère martienne.
L’autre défi sera de savoir si le procédé d’extraction peut fonctionner sur des machines censées tourner durant des milliers d’heures non stop, et non pas 1 heure durant comme dans les essais menés jusque là, avec ces problématiques d’encrassement. Car sur Mars, il sera difficile de trouver un réparateur agréé dans le secteur.