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Bien que l’oxygène soit répandu dans tout le cosmos, la plupart ne se présentent pas sous la forme dont nous avons besoin pour respirer – l’oxygène moléculaire, ou O2. Surtout si nous voulons un jour coloniser des planètes comme Mars, nous aurons besoin de convertir son atmosphère, qui est composée majoritairement en dioxyde de carbone (CO2), en oxygène.

Un réacteur qui transforme le CO2 en oxygène

Des chercheurs de Caltech affirment avoir créé un réacteur capable de transformer le dioxyde de carbone en oxygène moléculaire, ce qui pourrait nous aider à lutter contre les changements climatiques sur Terre ou à générer de l’oxygène pour de futures missions dans l’espace. L’oxygène est l’un des plus grands obstacles à l’exploration de l’espace humain.
La Terre est le seul endroit que nous connaissons qui contient ce gaz vital en quantité respirable, et le transporter avec nous coûte cher et n’est pas durable. À bord de la Station spatiale internationale, l’équipage respire facilement grâce à l’électrolyse (où l’eau est séparée en hydrogène et d’oxygène) et à un réservoir de stockage sous pression.
Les chercheurs étude donc un moyen de produire de l’oxygène. Ils ont fini par créer un réacteur qui, en un sens, semble très simple: prenez le CO2, puis retirez le C. L’équipe a découvert que si vous tirez du dioxyde de carbone sur une surface inerte comme une feuille d’or, la molécule peut être scindée pour former de l’oxygène et du carbone.
L’équipe a déclaré que leur réacteur fonctionnait de la même manière qu’un accélérateur de particules. Les molécules de CO2 sont d’abord ionisées puis accélérées à l’aide d’un champ électrique avant d’être projetées à la surface de l’or. Sous sa forme actuelle, le rendement est assez faible – ne créant qu’une ou deux molécules d’oxygène pour 100 molécules de CO2 – mais c’est une preuve de concept intéressant qui pourrait être améliorée dans le futur.

Produire de l’oxygène pour les astronautes ou retirer le CO2 de l’atmosphère terrestre

En fait, les chercheurs disent que la réaction se produit dans la nature. Le concept a commencé comme une tentative d’expliquer la découverte inattendue de l’oxygène moléculaire sur des comètes. Après que le vaisseau spatial Rosetta ait détecté ce gaz sortant de 67P/Tchourioumov-Guérassimenko, on pensait à l’origine que l’oxygène devait être enfermé dans la roche pendant des milliards d’années.
Mais en 2017, l’équipe de Caltech a proposé une autre explication possible: l’oxygène était créé par d’autres composés qui pénétraient la comète à grande vitesse. Après que des molécules d’eau ou de dioxyde de carbone ont été émises par la comète, le vent solaire peut les accélérer et les renvoyer dans la comète. Cela pourrait à son tour créer de l’oxygène moléculaire et inspirer le réacteur de Caltech.
À l’avenir, ce réacteur pourrait potentiellement être utilisé pour produire de l’oxygène pour les astronautes se déplaçant vers la Lune, Mars ou au-delà. Ou bien, de retour sur Terre, il pourrait être utilisé pour éliminer le CO2 de l’atmosphère et le convertir en oxygène afin de lutter contre le changement climatique. Bien sûr, il reste encore beaucoup de travail à faire pour arriver à ce stade.
« Est-ce un appareil final? Non », déclare Konstantinos Giapis, auteur principal de l’étude. « Est-ce un appareil qui peut résoudre le problème du manque d’oxygène de Mars? Non. Mais c’est un appareil qui peut faire quelque chose de très difficile. Nous pensons pouvoir faire des choses incroyables avec ce réacteur. »
Cette recherche a été publiée dans la revue Nature Communications.
Source : Caltech
Crédit photo : Pixabay