Des scientifiques explorent une nouvelle façon de générer de l'air respirable sur Mars

Mar 17, 2023

Envoyer des robots sur d'autres planètes est pratique car ils n'ont pas besoin d'air respirable, et la Terre est le seul endroit où nous avons trouvé cela. Alors que la NASA et d'autres agences spatiales commencent à travailler sur des missions en équipage sur Mars, nous devons faire face au besoin embêtant d'oxygène des humains. De nouvelles recherches de l'Université de Warwick suggèrent que les missions sur Mars devraient abandonner l'approche traditionnelle du générateur d'oxygène et s'appuyer plutôt sur des dispositifs photoélectrochimiques plus simples pour générer de l'oxygène.

Selon l'étude, qui a été publiée dans Nature cette semaine, un ensemble générateur d'oxygène (OSA) comme celui que vous trouverez sur la Station spatiale internationale est assez bon pour générer de l'oxygène pour la station. Mais ces systèmes sont notoirement maladroits et sujets à l'échec. Les produits photoélectrochimiques pourraient offrir une option plus fiable pour l'exploration humaine à long terme et la survie sur Mars.

Un OGA utilise l'électrolyse de l'eau pour générer de l'oxygène, un processus assez inefficace qui consomme à lui seul 1,5 kW d'énergie sur l'ISS. C'est une part importante du total de 4,7 kW utilisé par le système de contrôle de survie. Ce système repose sur l'énergie générée pour canaliser un courant électrique dans l'eau, mais un système photoélectrochimique (PEC) n'a pas besoin de le faire.

La génération d'oxygène à base de PEC utilise des matériaux semi-conducteurs pour passer directement de l'énergie solaire à la séparation de l'eau en hydrogène et en oxygène gazeux sans produire d'électricité. Cela a fait du PEC un sujet brûlant parmi les chercheurs en énergie durable pour ce qu'il pourrait faire pour la Terre, mais il n'y a aucune raison pour laquelle un matériel similaire ne pourrait pas fournir d'oxygène aux astronautes. La nouvelle recherche a exploré comment le rayonnement solaire sur Mars et la lune soutiendrait les dispositifs PEC, concluant qu'il s'agissait d'une approche viable du soutien de la vie humaine qui fonctionnerait en microgravité et pourrait être augmentée si nécessaire. Cependant, la technologie PEC actuelle doit devenir plus efficace et compacte avant de pouvoir être intégrée dans un vaisseau spatial. Bien que nous n'ayons peut-être pas besoin de construire le système de support de vie à grande échelle sur Terre.

Étant donné que chaque once lancée depuis la Terre coûte de l'argent, les équipes aérospatiales s'intéressent de plus en plus à l'utilisation des ressources in situ (ISRU). Cela signifie concevoir une mission pour utiliser des matériaux à destination plutôt que de tout expédier depuis la Terre. Par exemple, la NASA a exploré l'utilisation du sol martien comme matériau de construction, et de nombreux projets étudient comment les astronautes pourraient récolter de la glace d'eau sur la lune. Le JPL a également lancé une expérience avec le rover Persévérance qui a montré qu'il pouvait générer autant d'oxygène qu'un seul arbre. De même, les chercheurs ont exploré des moyens de construire et de maintenir du matériel PEC sur la Lune et sur Mars. "La construction de l'appareil peut s'appuyer sur une variété de semi-conducteurs et de matériaux électrocatalyseurs disponibles sur la Lune et sur Mars, et les matériaux requis peuvent éventuellement être produits via l'ISRU", indique l'étude.