Le premier prototype de centrale à produire de l’oxygène à partir de poussière lunaire
Un prototype de centrale à oxygène aux Pays-Bas peut extraire l’oxygène de la poussière de la Lune, ce qui pourrait aider la nouvelle génération d’explorateurs de la Lune.
Image d’entête : sur le côté gauche de cette image avant et après se trouve un tas de sol lunaire simulé, ou régolithe ; sur la droite, le même tas après que l’on en ait extrait pratiquement tout l’oxygène, laissant un mélange d’alliages métalliques. (Beth Lomax/ Université de Glasgow)
Nous savons depuis un certain temps qu’il y a beaucoup d’oxygène dans la poussière de lune ou régolithe. L’oxygène représente jusqu’à la moitié de son poids. Le problème est qu’il est piégé à l’intérieur, mélangé et lié à d’autres éléments chimiques. Une percée a été réalisée l’année dernière, lorsque des chercheurs ont découvert comment briser le régolithe et en extraire l’oxygène.
Aujourd’hui, un an plus tard, le premier prototype de centrale a été mis au point.
Selon Beth Lomax de l’université de Glasgow (Royaume-Uni) sur ce projet de l’Agence Spatiale Européenne :
Le fait de disposer de notre propre installation nous permet de nous concentrer sur la production d’oxygène, en la mesurant avec un spectromètre de masse au fur et à mesure qu’elle est extraite du simulateur de régolithe.
L’oxygène est utile pour de nombreuses choses. D’abord, nous le respirons, et il est vital pour toute mission habitée, sur la Lune ou ailleurs. Le fait de disposer d’une base extraterrestre à long terme bénéficierait grandement d’un moyen fiable de produire de l’oxygène.
Représentation artistique des activités dans une base lunaire. Production d’électricité à partir de cellules solaires, production alimentaire dans des serres et construction à l’aide d’imprimantes-robots 3D mobiles. (P. Carril/ ESA)
Mais ce n’est pas tout : l’oxygène est également très important pour le carburant des fusées.
Selon Lomax :
Pouvoir acquérir de l’oxygène à partir de ressources trouvées sur la Lune serait évidemment très utile pour les futurs colons lunaires, tant pour la respiration que pour la production locale de carburant pour fusée.
L’extraction de l’oxygène se fait par une méthode appelée électrolyse de sels fondus. La poussière lunaire est placée dans un métal recouvert de sel de chlorure de calcium fondu. Ce dernier sert d’électrolyte, une substance qui produit une solution électriquement conductrice. Celle-ci est chauffée à 950°C.
À cette température, le régolithe est encore solide et intact. Mais lorsque le courant la traverse, l’oxygène de la poussière de lune et du sel migre et il est capté séparément. En outre, ce qui reste de la poussière lunaire peut également être utilisé comme alliage métallique.
Un graphique résumant la méthode d’électrolyse de sel fondu. (Lomax et col./ Planetary and Space Science)
Selon Alexandre Meurisse, chercheur à l’ESA :
Le processus de production laisse derrière lui un enchevêtrement de métaux différents, et c’est là un autre axe de recherche utile, pour voir quels sont les alliages les plus utiles qui pourraient être produits à partir de ceux-ci, et à quelles sortes d’applications ils pourraient servir.
C’est un domaine de recherche encore naissant, mais le développement de nouveaux matériaux, en particulier ceux qui seraient facilement disponibles sur la Lune (et potentiellement même imprimés en 3D), est extrêmement intéressant.
Pour l’instant, il ne s’agit que d’un prototype, même s’il est très encourageant de voir que cela semble fonctionner. Le prochain objectif est de concevoir une centrale pilote qui pourrait fonctionner durablement sur la Lune. Cela devrait prendre forme à un moment donné au milieu de cette décennie.
L’étude publiée dans la revue Planetary and Space Science : Proving the viability of an electrochemical process for the simultaneous extraction of oxygen and production of metal alloys from lunar regolith et présentée sur le site de l’ESA : ESA opens oxygen plant – making air out of moondust.