Dans le contexte : malgré les objectifs ambitieux fixés par la NASA et d’autres agences spatiales avec le programme Artemis, l’exploration de l’espace extra-atmosphérique et la présence humaine à long terme sur la Lune et d’autres planètes sont encore loin. Il existe de nombreuses inconnues, à commencer par le problème des ressources et la nécessité de maintenir la vie dans des endroits où aucun humain ne pourrait survivre par lui-même.
Une nouvelle recherche publiée par Nature explore une nouvelle approche du problème de ressources susmentionné, indiquant que la technologie que les humains ont utilisée jusqu’à présent pour vivre sur la Station spatiale internationale (ISS) n’est pas faite pour autre chose que l’avant-poste en orbite. Les astronautes auront besoin de quelque chose de différent pour vivre sur la Lune ou sur Mars, et les scientifiques pensent que les dispositifs photoélectrochimiques pourraient être la voie à suivre.
Rédigé par Katharina Brinkert, professeure adjointe à l’université de Warwick, l’article indique qu’environ 1,5 kW sur le budget énergétique global de 4,6 kW du système de contrôle environnemental et de maintien de la vie de l’ISS est actuellement utilisé pour générer de l’oxygène par le biais d’un processus d’électrolyse photovoltaïque. L’ensemble générateur d’oxygène (OGA) à bord de la station spatiale applique un courant électrique continu pour induire une réaction chimique non spontanée, séparant les molécules d’oxygène de l’hydrogène afin que les astronautes puissent réellement respirer dans l’espace.
Le processus en deux étapes du système OGA (convertir la lumière du soleil en électricité, puis utiliser l’électricité pour le processus électrolytique) est coûteux, fastidieux et sujet aux pannes, il deviendrait donc un handicap dans les missions spatiales plus longues plus éloignées de la Terre. Une approche alternative suggérée par Brinkert et ses collègues consiste à utiliser des dispositifs photoélectrochimiques (PEC) à la place des électrolyseurs photovoltaïques.
Par rapport à l’OGA, un dispositif PEC serait basé sur un processus en une étape conçu pour convertir l’énergie solaire directement en énergie chimique. Les matériaux semi-conducteurs transformeraient le rayonnement électromagnétique en oxygène et en hydrogène, sans nécessiter de production intermédiaire d’électricité. La technologie PEC fait l’objet de recherches ici sur Terre en tant que solution potentielle au réchauffement climatique et à ses catastrophes teintées d’orange, mais elle pourrait également très bien fonctionner dans l’espace.
Le document de recherche établit les « fondements théoriques de l’application des dispositifs PEC dans les habitats de la Lune et de Mars », explorant la faisabilité des machines PEC spécialement conçues pour produire de l’oxygène et recycler le dioxyde de carbone sur ces terres extraterrestres lointaines.
L’approche photoélectrochimique est apparemment valable, conclut l’article, même si certains problèmes subsistent. Des efforts de recherche sont toujours en cours sur l’efficacité à long terme et la « densité de puissance » des appareils PEC, tandis que « l’utilisation des ressources in situ » (c’est-à-dire l’utilisation du matériau que vous pouvez trouver sur la Lune ou sur Mars pour construire ces machines PEC) et la capacité de le travail dans des conditions de microgravité semble poser moins de problèmes.
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