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L’approvisionnement en eau et en oxygène de l’équipage constitue un défi de taille pour les missions spatiales habitées de longue durée. Une nouvelle approche prometteuse pourrait permettre aux astronautes de les extraire aisément du sol lunaire.

Un procédé ayant fait ses preuves

Établir une présence humaine durable sur notre satellite naturel impliquera de réduire au maximum la dépendance des astronautes au ravitaillement terrestre. Dans cette optique, de nombreuses équipent planchent actuellement sur des moyens de produire les ressources indispensables à leur survie directement sur place.

Présenté à l’occasion du congrès scientifique Europlanet 2021, ce procédé d’extraction de l’eau et d’oxygène a été développé par un consortium de scientifiques de l’université polytechnique de Milan, de l’Agence spatiale européenne, de l’Agence spatiale italienne et de la société de systèmes spatiaux OHB. Régulièrement utilisée dans des applications industrielles sur Terre, l’approche tire parti du fait qu’environ 50 % du sol de toutes les régions de la Lune soit constitué de minéraux tels que le dioxyde de silicium et l’oxyde de fer, qui sont eux-mêmes composés en grande partie d’oxygène.

Les chercheurs ont commencé par chauffer un sol lunaire simulé dans un four (en présence d’hydrogène et de méthane) à une température d’environ 1 000 ºC. Cette opération a vaporisé le substrat, faisant passer directement les minéraux contenant de l’oxygène de l’état solide à l’état gazeux. Ces gaz et le méthane résiduel ont ensuite été envoyés dans un convertisseur catalytique et un condenseur, qui a permis de séparer l’eau liquide du mélange. Selon l’équipe, cette dernière pourrait être consommée telle quelle, ou l’oxygène qu’elle contient être extrait par électrolyse.

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L’hydrogène et le méthane restants seraient réutilisés par le système, tandis qu’un sous-produit solide riche en silice et en métaux pourrait être récupéré et traité pour d’autres usages sur les colonies lunaires.

Une installation quasi autonome

Bien que le procédé semble assez complexe, les chercheurs estiment qu’il pourrait être facilement automatisé et ne nécessiterait qu’une maintenance minimale. « Nos expériences montrent que l’installation est évolutive et qu’elle peut fonctionner en boucle fermée de façon presque entièrement autonome, sans intervention humaine et sans s’encrasser », explique le professeur Michèle Lavagna de l’université polytechnique de Milan.

Les particules extrêmement fines composant le régolithe lunaire sont aujourd’hui surtout connues pour leur capacité à s’infiltrer dans les combinaisons des astronautes et à endommager les systèmes et les instruments. Pouvoir exploiter efficacement et durablement cette ressource abondante constituerait une avancée importante.

Un peu plus tôt ce mois-ci, des scientifiques avaient de leur côté montré que le béton martien pourrait littéralement être fabriqué à partir du sang et des larmes des astronautes.

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