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Les colons de Mars pourraient obtenir du carburant et de l’oxygène de l’eau sur la planète rouge

Les colons sur Mars pourraient un jour générer du carburant et de l’oxygène à partir de l’eau salée de la planète rouge, selon une nouvelle étude.

La nouvelle technologie à l’origine de cette avancée pourrait également aider les sous-marins à générer de l’oxygène à partir de l’eau de mer sur Terre, ont déclaré des chercheurs.

Pour vivre sur Mars, tous les colons potentiels auront besoin d’oxygène pour respirer et de carburants tels que l’hydrogène gazeux pour alimenter leur équipement. Toute eau qu’ils trouveront sur la planète rouge s’avérera donc inestimable, car ils peuvent utiliser l’électricité et d’autres méthodes pour décomposer l’eau en hydrogène et en oxygène.

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« Mars est un long chemin, et nous sommes limités dans la quantité de choses que nous pouvons apporter avec nous, donc si nous pouvons utiliser les ressources déjà présentes là-bas, c’est plus économique et plus viable que d’avoir à tout trimballer avec nous », étudie L’auteur principal Vijay Ramani, ingénieur chimiste à l’Université de Washington à Saint-Louis, a déclaré à 45secondes.fr.

Des recherches antérieures ont révélé que Mars possède de grandes quantités de glace, et l’atterrisseur Phoenix de la NASA a également découvert des signes que les plaines arctiques de la planète étaient recouvertes d’un film d’eau liquide au cours des derniers millions d’années. Phoenix a également découvert des composés connus sous le nom de perchlorates dans le sol martien, qui peuvent agir comme un antigel, abaissant le point de congélation de l’eau au-delà de sa température normale.

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Étant donné que les saumures contenant de l’eau et des perchlorates peuvent rester liquides même aux températures froides de la surface martienne, Ramani et ses collègues voulaient voir s’ils pouvaient utiliser une technique connue sous le nom d’électrolyse pour diviser les molécules d’eau afin de former de l’hydrogène et de l’oxygène à l’aide d’électricité. (La température annuelle moyenne sur Mars est d’environ moins 81,4 degrés Fahrenheit, ou moins 63 degrés Celsius, bien qu’elle puisse varier de plus de 212 degrés F, ou 100 degrés C, au cours d’une journée.)

« L’électrolyse est connue depuis environ 100 ans ou plus, mais utilise principalement de l’eau pure comme alimentation », a déclaré Ramani.

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La zone annotée dans cette animation de la planète rouge est l’endroit où les vaisseaux spatiaux de la NASA ont trouvé de la glace d’eau proche de la surface qui serait facile à déterrer pour les astronautes. (Crédit d’image: NAS / JPL-Caltech)

Dans des travaux antérieurs, Ramani et ses collègues ont développé des matériaux connus sous le nom d’électrocatalyseurs de pyrochlore au ruthénate de plomb qui pourraient les aider à électrolyser l’eau de mer. Dans la nouvelle étude, leurs expériences ont révélé que de tels catalyseurs pourraient aider à électrolyser les saumures de perchlorate, générant de l’hydrogène et de l’oxygène ultra-purs au type de températures ultra-basses trouvées sur la surface martienne.

« Nous pouvons dériver de l’oxygène pour respirer et de l’hydrogène pour le carburant en utilisant des matériaux sur Mars lui-même, l’eau saumâtre maintenant connue pour y être », a déclaré Ramani. « Les missions futures ne doivent pas nécessairement transporter ces composants sur Mars, mais les rendre in situ avec une technologie telle que la nôtre. »

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Un peu d’électricité est nécessaire pour conduire ces réactions chimiques. Sur Mars, cette électricité proviendra probablement de cellules solaires, a noté Ramani.

Auparavant, l’expérience d’utilisation des ressources in situ de l’oxygène sur Mars (MOXIE) du rover Mars Perseverance de la NASA a montré qu’il pouvait utiliser l’électricité pour décomposer le dioxyde de carbone en oxygène et monoxyde de carbone. Pour la même quantité d’énergie que MOXIE, la nouvelle étude pourrait générer 25 fois plus d’oxygène ou plus, et ne pas générer de monoxyde de carbone toxique pour démarrer, ont déclaré les chercheurs.

« Lorsque nous parlons d’explorer l’espace ou la surface de la lune ou de Mars, ce n’est jamais une seule technologie qui est utilisée – ce n’est jamais une solution miracle qui résout tous les problèmes », a déclaré Ramani. « Un tas de technologies seront nécessaires pour travailler en parallèle les unes avec les autres pour rendre la vie plus facile sur Mars, et nous espérons que la nôtre en fera partie. »

Les scientifiques ont noté que cela pourrait aider la NASA à remplir son mandat actuel de débarquer des humains sur Mars d’ici le milieu des années 2030. « Nous espérons pouvoir intéresser la NASA à essayer d’étendre cette technologie et à améliorer encore ses performances, et à faire des démonstrations dans des installations simulant l’environnement martien », a déclaré Ramani.

De tels électrocatalyseurs peuvent également être utilisés sur Terre. «Si vous êtes dans un sous-marin où il y a peu d’oxygène et où il y a de l’eau salée tout autour de vous, vous pouvez siphonner dans de l’eau salée et la diviser pour obtenir de l’oxygène frais», a déclaré Ramani. «Dans l’US Navy, la plupart des sous-marins sont à propulsion nucléaire, il n’y a donc pas de pénurie d’électricité. Pour les applications terrestres, vous pouvez également diviser l’eau saumâtre pour générer de l’hydrogène.

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Les scientifiques ont détaillé leurs résultats en ligne le 30 novembre dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences.

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