Une méthode à base de plasma pourrait un jour convertir le dioxyde de carbone en oxygène et produire des carburants et des engrais sur la planète rouge
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Une équipe internationale de chercheurs a mis au point une méthode basée sur le plasma pour produire et séparer l’oxygène dans l’environnement martien. Il s’agit d’une approche complémentaire à l’expérience d’utilisation des ressources in situ d’oxygène de Mars de la NASA, et elle peut fournir des taux élevés de production de molécules par kilogramme d’instruments envoyés dans l’espace.
Un tel système pourrait jouer un rôle essentiel dans le développement de systèmes de survie sur Mars et des matières premières et des produits chimiques de base nécessaires au traitement des carburants, des matériaux de construction et des engrais.
Dans le Journal de physique appliquée, d’AIP Publishing, l’équipe de l’Université de Lisbonne, du Massachusetts Institute of Technology, de l’Université de la Sorbonne, de l’Université de technologie d’Eindhoven et de l’Institut néerlandais de recherche fondamentale sur l’énergie a présenté une méthode d’exploitation et de traitement des ressources locales pour générer des produits sur Mars. Les conditions naturelles sur la planète rouge sont presque idéales pour l’utilisation des ressources in situ par les plasmas, car l’atmosphère est principalement formée de dioxyde de carbone qui peut être divisé pour produire de l’oxygène et sa pression est favorable à l’allumage du plasma.
Deux grands obstacles s’opposent à la production d’oxygène sur Mars.
“Premièrement, la décomposition des molécules de dioxyde de carbone pour extraire l’oxygène. C’est une molécule très difficile à casser”, a déclaré l’auteur Vasco Guerra, de l’Université de Lisbonne. “Deuxièmement, la séparation de l’oxygène produit à partir d’un mélange gazeux qui contient également, par exemple, du dioxyde de carbone et du monoxyde de carbone. Nous examinons ces deux étapes de manière holistique pour résoudre les deux défis en même temps. C’est là que les plasmas peuvent aider.”
Le plasma est le quatrième état naturel de la matière et il contient des particules chargées libres, telles que des électrons et des ions. Les électrons sont légers et facilement accélérés jusqu’à de très hautes énergies avec des champs électriques.
“Lorsque des électrons en forme de balle entrent en collision avec une molécule de dioxyde de carbone, ils peuvent la décomposer directement ou transférer de l’énergie pour la faire vibrer”, a déclaré Guerra. “Cette énergie peut être canalisée, dans une large mesure, vers la décomposition du dioxyde de carbone. Avec nos collègues français et néerlandais, nous avons démontré expérimentalement la validité de ces théories. De plus, la chaleur générée dans le plasma est également bénéfique pour la séparation d’oxygène.”
L’oxygène est essentiel pour créer un environnement respirant, ainsi que le point de départ pour produire des carburants et des engrais pour la future agriculture martienne. La production locale de carburants sera importante pour les futures missions. Tous sont essentiels pour le futur établissement humain sur Mars.
En dissociant les molécules de dioxyde de carbone pour produire des carburants verts et recycler les produits chimiques, la technologie du plasma peut également contribuer à lutter contre le changement climatique sur Terre.
Source de l’histoire :
Matériaux fourni par Institut américain de physique. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
