À l’intérieur du rover Perseverance de la NASA se trouve un dispositif appelé MOXIE, abréviation de Mars Oxygen In Situ Resource Utilization Experiment. MOXIE est le premier dispositif qui aspire l’air raréfié chargé de dioxyde de carbone de Mars et le transforme en oxygène. De la taille d’un grille-pain, s’il était construit à plus grande échelle, il pourrait être utilisé non seulement pour permettre aux astronautes de respirer, mais aussi pour produire du carburant.
Au début de ce mois, l’expérience a atteint une étape importante. Les chercheurs ont réussi à pousser MOXIE à doubler sa production. “Nous avons obtenu d’excellents résultats”, a déclaré Michael Hecht, chercheur principal de MOXIE et directeur associé de l’Observatoire Haystack du Massachusetts Institute of Technology (MIT) à Westford.
Le nouveau record
“C’était le test le plus risqué que nous ayons réalisé”, a déclaré Hecht lors d’une interview. L’expérience risquée aurait pu endommager l’instrument, mais ce n’est pas ce qui s’est produit. Le record a été établi le 6 juin dernier, en opérant pendant la nuit martienne, et a duré 58 minutes. Les exigences pour MOXIE étaient de produire 6 grammes d’oxygène par heure, une vitesse qui a finalement été doublée.
La difficulté depuis le début, a ajouté Hecht, a été de définir des moyens de fonctionner de manière plus efficace sur Mars en produisant un rendement d’oxygène plus élevé. Hecht a présenté une revue de MOXIE, décrivant en détail une année martienne d’utilisation lors de la réunion de la Space Resources Roundtable.
MOXIE pèse environ 18 kg et est conçu pour transformer l’air martien par un processus électrochimique afin de séparer un atome d’oxygène des molécules de dioxyde de carbone. Le produit résiduel du processus est le monoxyde de carbone, qui peut obstruer les parties internes du dispositif. Une surveillance de la tension est donc nécessaire pendant que MOXIE effectue son travail de production d’oxygène à haute température.
La prochaine étape consiste à augmenter la production
MOXIE a fonctionné sept fois au cours de l’année solaire 2021. En fonctionnant une heure à la fois, son objectif était de démontrer que l’instrument peut fonctionner dans les différentes conditions que la planète connaît pendant l’année martienne. En 2022, les techniciens de MOXIE se sont concentrés davantage sur les capacités de l’unité, ainsi que sur le développement de nouvelles modes opératoires. Dans le dernier ensemble de 14 cycles start-stop, ils ont ajouté jusqu’à 1 000 minutes de fonctionnement. “Cela a été un voyage excitant”, a déclaré Hecht au public de la Colorado School of Mines.
Mais MOXIE est une démonstration technologique et, comme de nombreux autres démonstrateurs, sa durée de vie à long terme dépend du financement. Le financement de la recherche pour MOXIE se terminera à la fin de l’année, et le laboratoire du MIT travaille pour trouver de nouvelles collaborations. En ce qui concerne l’avenir de MOXIE, Hecht a déclaré que les résultats de l’expérience encouragent le développement d’un système à grande échelle ici sur Terre.
Une version qui produit de l’oxygène en continu, en mode automatique, serait capable de générer de 25 à 30 tonnes d’oxygène pour soutenir un être humain en mission sur Mars. “C’est une question de vie. Nous courons une heure à la fois. Pour y parvenir à l’avenir, nous devrons courir pendant 10 000 heures”.
Comprendre jusqu’où MOXIE peut être poussé avant de se dégrader est important. “Sur Mars, vous n’avez pas de deuxième chance”, a déclaré Hecht. “Nous pourrions le faire fonctionner à 12 grammes par heure et le laisser travailler longtemps”. Il sera également important de revenir dans un an, a noté Hecht, pour vérifier si quelque chose s’est dégradé simplement en raison du vieillissement et de l’exposition à l’environnement martien.