Lorsque les astronautes commenceront à explorer Mars, ils seront confrontés à de nombreux défis. Outre le temps et l’énergie nécessaires pour s’y rendre et tous les risques sanitaires liés aux missions de longue durée dans l’espace, il y a aussi les dangers de l’environnement martien lui-même. Ceux-ci incluent l’atmosphère incroyablement mince et toxique et toxique de Mars, les niveaux élevés de rayonnement auxquels la planète est exposée et le fait que la surface est extrêmement froide et plus sèche que les déserts les plus secs de la Terre.
En conséquence, les missions vers Mars devront tirer parti des ressources locales pour fournir toutes les nécessités de base, un processus connu sous le nom d’utilisation des ressources in situ (ISRU). Cherchant à répondre au besoin de propulseur, une équipe de la société d’innovation espagnole Tekniker développe un système qui utilise l’énergie solaire pour convertir les eaux usées des astronautes en carburant. Cette technologie pourrait changer la donne pour les missions dans l’espace lointain dans les années à venir, y compris la lune, Mars et au-delà.
Basée dans le nord-est de l’Espagne, Tekniker est une organisation à but non lucratif de recherche, développement et innovation (R&D&I) spécialisée dans la fabrication de pointe et les technologies de l’information et des communications (TIC). Ce système photoélectrochimique s’appuie sur des matériaux catalytiques à haut rendement pour produire des hydrocarbures comme le méthane, le monoxyde de carbone ou des alcools à partir du CO2 atmosphérique et des eaux usées.
Dans le processus, le système détoxifie également les eaux usées utilisées, fonctionnant comme une méthode de recyclage de l’eau. Le système est une idée originale de l’ingénieur en télécommunications de Tekniker, le Dr Borja Poza, et de l’ingénieur en matériaux, le Dr Eva Gutierrez. Comme Poza l’a expliqué dans un récent communiqué de presse de l’ESA :
« Notre objectif est de fabriquer le premier réacteur à produire du propulseur spatial sur Mars en utilisant l’air de la planète, qui est composé à 95 % de dioxyde de carbone. Le réacteur sera alimenté par la lumière du soleil et les eaux grises des astronautes seront utilisées pour aider à la production du propulseur. «
Sur Mars, l’eau liquide n’est pas facilement disponible, mais plusieurs sources de preuves indiquent que la glace souterraine existe dans de nombreuses régions. Conformément au processus ISRU, les futures missions récolteraient cette glace pour fournir de l’eau potable, l’irrigation des plantes, l’assainissement et la fabrication de carburant pour fusée. Cela se fait en décomposant les molécules d’eau (H2O) pour produire de l’hydrogène moléculaire (H2) et de l’oxygène gazeux (O2).
Lorsqu’ils sont refroidis à des températures cryogéniques, ces éléments deviennent les deux ingrédients du carburant hydrogène conventionnel, c’est-à-dire l’hydrogène liquide et l’oxygène liquide (LOX). Par conséquent, les emplacements des dépôts de glace d’eau sur Mars sont une préoccupation majeure pour les planificateurs de mission et la sélection des futurs sites d’atterrissage. Autour des pôles, il existe d’abondantes réserves d’eau concentrées dans les calottes glaciaires et des couches de pergélisol souterrain ont été observées à toutes les latitudes.
À certains endroits autour des pôles, de la glace d’eau a été détectée à seulement 30 cm (environ 12 pouces) sous la surface, ce qui la rend facilement accessible. Des données récentes obtenues par l’ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) ont révélé de grandes quantités de glace mélangées à du régolithe au fond du système massif de canyons de Mars, Valles Marineris. Il existe également des preuves qu’il pourrait y avoir des sources souterraines de glace autour des latitudes moyennes de la planète, bien que cela reste une possibilité controversée.
Jean-Christophe Berton, le responsable technique de l’ESA pour le projet au Centre européen d’opérations spatiales (ESOC) en Allemagne, a déclaré : « Le résultat de cette activité pourrait fournir à l’ESA une contribution précieuse à la production de propulseur sur Mars ou pour alimenter des sites distants. comme les stations au sol sur Terre. Cela pourrait également potentiellement fournir des informations sur la façon de décarboniser notre propre atmosphère.
Le projet a été soumis en réponse à un appel ouvert de l’Open Space Innovation Platform (OSIP) de l’ESA, qui recherche de nouvelles idées prometteuses pour des applications dans l’espace. Ce système est l’une des nombreuses technologies qui permettront aux astronautes et aux équipages de vivre et de travailler de manière durable pendant de longues périodes sur la Lune, sur Mars et au-delà. Dans ces environnements, les missions de réapprovisionnement prendront des semaines ou des mois pour les atteindre, rendant la dépendance à la Terre impossible.
Celles-ci incluent des technologies qui permettront aux astronautes d’utiliser le régolithe local pour construire des habitats qui protégeront contre les éléments et les radiations sur Mars, cultiveront et cultiveront de la nourriture à l’intérieur de ces habitats et créeront de l’oxygène gazeux à partir de l’atmosphère martienne.