Concept d’artiste du rover Persévérance, avec à son bord l’expérience d’utilisation des ressources in situ d’oxygène de Mars.
Pour que les humains puissent un jour survivre et prospérer sur Mars, l’accès à de l’oxygène respirable sera une nécessité, et une technologie intéressante commence à être très prometteuse à cet égard. L’expérience Moxie du MIT a été expédiée sur la planète rouge à bord du rover Perseverance dans le but de produire de l’oxygène à partir de CO2. Après une année de tests, elle s’est avérée fiable de jour comme de nuit et en toutes saisons.
De la taille d’une boîte à lunch, Moxie, qui signifie Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment, a été envoyé sur Mars à bord du rover Persévérance en 2020. Après avoir atterri dans le cratère Jezero en février 2021, l’unité a rapidement été mise au travail et, environ deux mois plus tard, elle a produit son premier oxygène, soit environ 5,4 grammes.
Pour ce faire, Moxie aspire l’air de l’atmosphère riche en carbone de la planète, le fait passer à travers un filtre pour éliminer les contaminants, le comprime et le réchauffe. À ce stade, un électrolyseur à oxyde solide sépare électrochimiquement le dioxyde de carbone en monoxyde de carbone et en ions oxygène. Ces ions sont ensuite isolés et recombinés pour former de l’oxygène moléculaire, ou O2 respirable.
L’instrument MOXIE photographié en train d’être descendu dans le corps de Persévérance.
Comme Moxie n’est qu’une des nombreuses expériences scientifiques menées à bord du rover Perseverance, les scientifiques ne peuvent pas le faire fonctionner en continu. Au lieu de cela, ils l’utilisent pendant environ une heure à chaque fois. L’équipe a mené sept expériences au cours de l’année 2021 pour le tester dans différents scénarios. L’équipe a mené sept expériences tout au long de l’année 2021 pour le tester dans différents scénarios, notamment dans des conditions atmosphériques variables, de jour comme de nuit, et à différentes saisons martiennes.
Dans chacune de ces expériences, Moxie a produit de manière fiable sa production cible de six grammes d’oxygène. Les scientifiques du MIT soulignent que cela correspond à peu près à l’oxygène produit par un arbre modeste sur Terre. En démontrant que Moxie peut atteindre cet objectif de manière fiable, dans des conditions variables, ils pensent avoir franchi une étape importante vers des systèmes plus grands, capables de faire vivre une population humaine.
« Il s’agit de la première démonstration de l’utilisation de ressources à la surface d’un autre corps planétaire et de leur transformation chimique en quelque chose d’utile pour une mission humaine », explique Jeffrey Hoffman, chercheur principal adjoint de Moxie. « C’est historique en ce sens ».
Bien que ces expériences aient été couronnées de succès, il reste de nombreuses cases importantes que les scientifiques aimeraient voir cocher par Moxie. En raison des fortes fluctuations de l’atmosphère de Mars, la densité de l’air peut changer radicalement, tout comme la température. Cela représente un défi pour l’équipe Moxie, qui cherchera bientôt à faire fonctionner le système à l’aube et au crépuscule, lorsque la température change de manière significative. Les prochaines étapes consisteront également à faire fonctionner le système au printemps martien, lorsque la densité atmosphérique et les niveaux de dioxyde de carbone sont les plus élevés.
« Le prochain passage aura lieu au moment où la densité atmosphérique est la plus élevée de l’année, et nous voulons produire autant d’oxygène que possible », a déclaré Michael Hecht, chercheur principal de Moxie. « Nous allons donc tout régler aussi haut que possible, et laisser tourner aussi longtemps que possible ».
