Le sol lunaire pourrait-il être la clé pour atteindre Mars ?

L’exploration de l’humanité dans la frontière finale est notoirement coûteuse, malgré la réduction drastique par SpaceX du prix par kilogramme d’un vaisseau spatial par centaines ces dernières années. Avec des fusées brûlant des milliers de livres de carburant par seconde lors du décollage, il est essentiel de saisir toutes les opportunités pour réduire les charges utiles des engins.

La réduction des charges utiles est importante car la NASA et la Chine prévoient de créer des bases lunaires, et SpaceX a l’intention d’aider à établir la colonisation de Mars. Et si le carburant lourd et l’oxygène nécessaires pour nous emmener sur Mars n’étaient pas apportés de la Terre mais plutôt synthétisés tout au long du voyage ?

Des échantillons de sol lunaire extraits par le vaisseau spatial chinois Chang’E 5 suggèrent que les minéraux disponibles sur la lune pourraient être utilisés pour aider à convertir le dioxyde de carbone en oxygène et en carburant.

Les scientifiques des matériaux de l’Université de Nanjing, Yingfang Yao et Zhigang Zou, ont publié une étude dans la revue Joule explorant cette idée le 5 mai 2022. Le succès de cette entreprise pourrait transformer la lune en une sorte de station-service lunaire, accélérant potentiellement la mission vers Mars.

Détails de la découverte

Le vaisseau spatial chinois Chang’E-5 a renvoyé des échantillons de lune sur Terre en 2020, les récoltant sur un site lunaire appelé Oceanus Procellarum (l’océan des tempêtes), car on pensait que cette zone contenait des matériaux formés plus récemment.

C’était la première fois que l’homme récupérait le sol lunaire depuis la mission Luna 24 de l’Union soviétique en 1976, et il s’agissait des échantillons les plus jeunes jamais récupérés, âgés de seulement 1,2 milliard d’années. C’est beaucoup plus jeune que les échantillons retournés par les astronautes d’Apollo de la NASA, qui variaient entre 3,1 et 4,4 milliards d’années.

Chang’E-5 a recueilli 3,7 livres de roche à 2 mètres sous la surface de la lune avant de les transférer dans une capsule de retour qui a été laissée en orbite lunaire. La capsule de retour a atterri en Mongolie intérieure le 2 décembre. 17th, 2020, avec les échantillons toujours intacts.

Les chercheurs de l’Université de Nanjing ont découvert que les roches extraites de l’Oceanus Procellarum étaient exceptionnellement riches en composés de fer et de titane, ce qui détenait le potentiel d’une chimie extraterrestre sur la lune. L’utilisation de fer et de titane comme catalyseurs pourrait créer des produits précieux comme l’oxygène, le méthane et l’eau.

Chimie sur la Lune

L’étude propose un processus appelé “photosynthèse extraterrestre”, utilisant des techniques et des éléments facilement disponibles sur la surface de la lune pour aider à obtenir les résultats souhaités. Le plan est d’utiliser la lumière du soleil, l’eau et le dioxyde de carbone expiré et collecté par les astronautes en combinaison avec les minéraux naturels trouvés.

Le système décrit dans l’entrée du journal utilise les minéraux du sol pour électrolyser l’eau disponible en hydrogène et en oxygène, alimentée par la lumière du soleil collectée sur la lune. Ensuite, le dioxyde de carbone accumulé est combiné avec le nouvel hydrogène dans un processus d’hydrogénation, créant du méthane, une source de carburant utilisable.

Ce procédé a été testé sur Terre avec les échantillons rapportés par le rover de Chang’E-5 avec un certain succès. Les chercheurs ont découvert que les échantillons étaient capables de créer les produits souhaités, mais qu’ils ne sont pas aussi efficaces que les minéraux plus purs trouvés sur Terre. L’équipe a hâte de tester ce processus sur la lune et développe de nouvelles façons de rendre la photosynthèse extraterrestre plus efficace et pratique.

Les scientifiques ont déjà proposé des processus de survie extraterrestres, mais c’est la première approche qui fonctionne uniquement sur les ressources disponibles en dehors de la Terre.

La recherche est financée par plusieurs organisations, y compris, mais sans s’y limiter, le plan de recherche majeur de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, le programme national clé de recherche et de développement de Chine, les fonds de recherche fondamentale pour les universités centrales, le programme pour le Guangdong Présentation des équipes innovantes et entrepreneuriales et de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine.

Cela pourrait être énorme pour la NASA et SpaceX

L’équipe de Yao s’attend à ce que la future industrie des vols spatiaux se développe rapidement et considère que des plans visant à réduire les charges utiles de carburant et d’oxygène sont des préparations nécessaires. S’il est affiné et rendu pratique, le projet chinois de «photosynthèse extraterrestre» pourrait affecter les futurs voyages spatiaux à l’échelle mondiale.

La NASA a annoncé sa mission “Artemis” en 2017 et prévoyait de retourner sur la Lune et d’établir une résidence à long terme. Ils s’associent à cinq sociétés privées, dont SpaceX et Blue Origin, pour les aider à réaliser leurs plans d’exploration lunaire et à établir un «camp de base Artemis».

Ils visent actuellement à envoyer le premier vaisseau spatial sans équipage Artemis sur la lune plus tard cette année et deux vaisseaux spatiaux avec équipage en 2024 et 2025.

Ils rassembleront des données qui ne peuvent être obtenues qu’en vivant sur la lune et les utiliseront pour propulser les premiers astronautes vers Mars. La lune est située à 238 900 miles de la Terre, tandis que Mars est à 148,41 millions de miles de la Terre, un voyage beaucoup plus long.

En plus d’établir le camp de base d’Artemis au pôle sud de la lune, ils prévoient de faire en sorte qu’une station spatiale appelée “la passerelle” reste sur l’orbite de la lune. La NASA considère l’établissement sur la Lune comme un point d’étape vital pour le voyage vers Mars.

Comme décrit dans le plan de mission Artemis, ils utiliseront les deux emplacements pour simuler la mission de plusieurs mois vers et depuis Mars, la durée la plus longue pendant laquelle les astronautes sont restés dans l’espace.

“Ces missions seront de loin les plus longues missions humaines dans l’espace lointain de l’histoire. Ce seront les tests opérationnels de notre préparation technique et opérationnelle pour la première mission humaine sur Mars. » écrit la NASA.

Elon Musk de SpaceX a été cité prédisant une mission avec équipage vers Mars pour 2029, un objectif conditionnel au succès du programme Artemis. Donc, si l’adoption d’une “photosynthèse extraterrestre” du programme d’exploration spatiale de la Chine pouvait signifier maintenir la vie sur la Lune, envoyer des astronautes sur Mars avant la fin de la décennie pourrait être plus réaliste qu’il n’y paraît. Ceci, bien sûr, demandera beaucoup de peaufinage, car le journal de Yao ne représente qu’un prototype d’un processus complexe.

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