Le rover Perseverance Mars de la NASA extrait le premier oxygène de la planète rouge – Technoguide

La liste croissante des «premières» de Perseverance, le plus récent robot à six roues de la NASA sur la surface martienne, comprend la conversion d’une partie de l’atmosphère mince et riche en dioxyde de carbone de la planète rouge en oxygène. Un instrument expérimental de la taille d’un grille-pain à bord de Perseverance, baptisé Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE), a accompli la tâche. Le test a eu lieu le 20 avril, 60e jour martien, ou sol, depuis le débarquement de la mission le 18 février.

Alors que la démonstration technologique ne fait que commencer, elle pourrait ouvrir la voie à la science-fiction pour devenir un fait scientifique – isoler et stocker l’oxygène sur Mars pour aider à propulser des fusées qui pourraient soulever les astronautes de la surface de la planète. De tels dispositifs pourraient aussi un jour fournir de l’air respirable aux astronautes eux-mêmes. MOXIE est une enquête sur les technologies d’exploration – tout comme la station météorologique Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA) – et est parrainé par la Direction des missions de technologie spatiale (STMD) de la NASA et la Direction des missions d’exploration et d’opérations humaines.

«Il s’agit d’une première étape cruciale pour la conversion du dioxyde de carbone en oxygène sur Mars», a déclaré Jim Reuter, administrateur associé du STMD. “MOXIE a encore du travail à faire, mais les résultats de cette démonstration technologique sont pleins de promesses alors que nous nous dirigeons vers notre objectif de voir un jour des humains sur Mars. L’oxygène n’est pas seulement ce que nous respirons. Le propulseur de fusée dépend de l’oxygène, et les futurs explorateurs dépendront de la production de propulseur sur Mars pour rentrer chez eux. “

Pour les fusées ou les astronautes, l’oxygène est essentiel, a déclaré le chercheur principal de MOXIE, Michael Hecht, de l’observatoire Haystack du Massachusetts Institute of Technology.

Pour brûler son carburant, une fusée doit avoir plus d’oxygène en poids. Pour faire sortir quatre astronautes de la surface martienne pour une future mission, il faudrait environ 15 000 livres (7 tonnes métriques) de carburant pour fusée et 55 000 livres (25 tonnes métriques) d’oxygène. En revanche, les astronautes vivant et travaillant sur Mars auraient besoin de beaucoup moins d’oxygène pour respirer. “Les astronautes qui passent un an à la surface utiliseront peut-être une tonne métrique entre eux”, a déclaré Hecht.

Transporter 25 tonnes d’oxygène de la Terre à Mars serait une tâche ardue. Le transport d’un convertisseur d’oxygène d’une tonne – un descendant plus gros et plus puissant de MOXIE qui pourrait produire ces 25 tonnes – serait beaucoup plus économique et pratique.

L’atmosphère de Mars est composée à 96% de dioxyde de carbone. MOXIE fonctionne en séparant les atomes d’oxygène des molécules de dioxyde de carbone, qui sont constituées d’un atome de carbone et de deux atomes d’oxygène. Un déchet, le monoxyde de carbone, est émis dans l’atmosphère martienne.

Le processus de conversion nécessite des niveaux élevés de chaleur pour atteindre une température d’environ 1 470 degrés Fahrenheit (800 Celsius). Pour tenir compte de cela, l’unité MOXIE est fabriquée avec des matériaux tolérants à la chaleur. Ceux-ci incluent des pièces en alliage de nickel imprimées en 3D, qui chauffent et refroidissent les gaz qui les traversent, et un aérogel léger qui aide à retenir la chaleur. Une fine couche d’or à l’extérieur du MOXIE réfléchit la chaleur infrarouge, l’empêchant de rayonner vers l’extérieur et d’endommager potentiellement d’autres parties de Perseverance.

Dans cette première opération, la production d’oxygène de MOXIE était assez modeste – environ 5 grammes, soit l’équivalent d’environ 10 minutes d’oxygène respirable pour un astronaute. MOXIE est conçu pour générer jusqu’à 10 grammes d’oxygène par heure.

Cette démonstration technologique a été conçue pour garantir que l’instrument a survécu au lancement depuis la Terre, un voyage de près de sept mois dans l’espace lointain, et un atterrissage avec Perseverance le 18 février. MOXIE devrait extraire de l’oxygène au moins neuf fois de plus au cours d’un Année martienne (près de deux ans sur Terre).

Ces cycles de production d’oxygène se dérouleront en trois phases. La première phase vérifiera et caractérisera la fonction de l’instrument, tandis que la deuxième phase fera fonctionner l’instrument dans des conditions atmosphériques variables, telles que différentes heures de la journée et différentes saisons. Dans la troisième phase, a déclaré Hecht, “nous repousserons les limites” – en essayant de nouveaux modes de fonctionnement, ou en introduisant “de nouvelles rides, comme une course où nous comparons les opérations à trois températures différentes ou plus”.

“MOXIE n’est pas seulement le premier instrument à produire de l’oxygène dans un autre monde”, a déclaré Trudy Kortes, directrice des démonstrations technologiques au sein de la STMD. C’est la première technologie du genre qui aidera les futures missions à «vivre de la terre», en utilisant des éléments d’un autre environnement mondial, également connu sous le nom d’utilisation des ressources in situ.

“Il prend du régolithe, la substance que vous trouvez sur le sol, et le met dans une usine de traitement, en le transformant en une grande structure, ou en prenant du dioxyde de carbone – la majeure partie de l’atmosphère – et en le convertissant en oxygène”, a-t-elle déclaré. . “Ce processus nous permet de convertir ces matériaux abondants en choses utilisables: propulseur, air respirable ou, combiné avec de l’hydrogène, de l’eau.”

En savoir plus sur la persévérance

Un objectif clé de la mission de Perseverance sur Mars est l’astrobiologie, y compris la recherche de signes de la vie microbienne ancienne. Le rover caractérisera la géologie de la planète et le climat passé, ouvrira la voie à l’exploration humaine de la planète rouge et sera la première mission à collecter et à cacher la roche et le régolithe martiens (roches brisées et poussière).

Des missions ultérieures de la NASA, en coopération avec l’ESA (Agence spatiale européenne), enverraient des engins spatiaux sur Mars pour collecter ces échantillons scellés à la surface et les renvoyer sur Terre pour une analyse approfondie.

La mission Mars 2020 Perseverance fait partie de l’approche d’exploration Lune à Mars de la NASA, qui comprend des missions Artemis sur la Lune qui aideront à se préparer à l’exploration humaine de la planète rouge.

Le Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud, qui est géré pour la NASA par Caltech à Pasadena, en Californie, a construit et gère les opérations du rover Perseverance.

Pour en savoir plus sur la persévérance:

https://mars.nasa.gov/mars2020/

et

https://www.nasa.gov/perseverance

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