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L’ESA a récemment signé un contrat de 9 mois avec une équipe d’ingénieurs britanniques travaillant sur l’extraction de l’oxygène contenu dans le régolithe lunaire. Le scénario du film « Moon » de Duncan Jones n’est peut-être pas si loin!
Extraire l'oxygène lié aux roches lunaires
Pour rappel, le régolithe lunaire est la fine couche de poussière qui recouvre la surface de la Lune, et dont la structure chimique n’est pas si différente des roches que l’on trouve sur terre. En effet, en analysant les échantillons des missions Apollo, les scientifiques ont calculé que 45% du poids des roches était en fait de l’oxygène, inexploitable en l’état car chimiquement lié à des métaux comme le fer.
Après la récente découverte d’eau grâce au télescope aéroporté SOFIA dont je vous parlais dans un précédent article, le régolithe lunaire pourrait donc offrir une nouvelle ressource potentiellement exploitable pour les futures missions d’exploration lunaire.
96% d'oxygène extraits
C’est en développant un procédé pour extraire les minerais contenus dans le sable qui recouvre notre satellite naturel que l’entreprise britannique Metalysis est parvenue à séparer 96% de l’oxygène lié aux métaux présents dans un sable utilisé pour simuler le régolithe. Suite à ces résultats encourageants obtenus en début d’année grâce à un prototype construit dans un laboratoire de recherche basé aux Pays Bas, l’ESA s’intéresse à ces travaux pour récupérer et réutiliser l’oxygène libéré lors de la réaction chimique.
"Pouvoir obtenir de l'oxygène à partir des ressources trouvées sur la Lune serait évidemment extrêmement utile pour les futurs colonies lunaires, à la fois pour respirer et pour produire sur place le carburant pour les fusées."
Beth Lomax
Chercheuse au Lunar In Situ Resource Utilisation (ISRU)
Un bain à 950 degrés
En effet, pour extraire les minerais du régolithe, les ingénieurs de Metalysis utilisent une réaction chimique dont le principe ressemble à l’électrolyse. Réalisée dans une chambre spécialement conçue, on ajoute les roches à traiter dans un bain de différents sels en fusion, préalablement chauffés dans une cuve à 950 degrés.
En injectant un courant électrique dans le mélange en fusion, les métaux se séparent en poudre et libèrent l’oxygène sous la forme gazeuse. En janvier dernier, les premiers essais démontrent que sur 96% de l’oxygène issus des métaux, seul un tiers est récupérable sous la forme de gaz, l’autre partie étant perdue lors de la réaction.
Optimiser la technologie
Si ce projet semble prometteur, son rendement est donc encore faible, et l’ESA doit donc financer une partie des recherches conduites par l’entreprise Metalysis pour permettre d’affiner le processus et d’augmenter la production d’oxygène gazeux récupérable.
L’oxygène produit servirait alors principalement à produire du carburant de fusée, mais pourrait aussi alimenter les astronautes en air respirable, en évitant les coûts astronomiques du transport de ces ressources vers la Lune.
"Ce projet passionnant fait partie de la stratégie plus large des ressources spatiales de l'ESA qui nous aidera à démontrer comment le matériel déjà présent sur la Lune peut être utilisé de manière durable pour soutenir des efforts spatiaux à long terme"
Advenit Makaya
Ingénieur en physique et synthèse des matériaux à l'ESA
Soutenir la mission Artemis
Un autre enjeu du programme de développement sera de parvenir à miniaturiser l’usine pour faciliter son transport vers la Lune. Si les ingénieurs y parviennent, un premier prototype pourrait bientôt être envoyé sur la Lune pour y être testé en conditions réelles.
L’usine d’extraction d’oxygène serait une aide précieuse pour l’exploration lunaire, notamment dans le cadre du programme Artemis qui devrait permettre à l’Homme de retourner sur notre satellite naturel d’ici 2024 pour y installer une base scientifique.
