Fin 2020, la sonde chinoise Chang’e 5, s’est posée sur la Lune, avant de ramener des échantillons de sol lunaire prélevés par son rover qui présente un potentiel de conversion de l’énergie solaire lunaire. Selon une étude de la Chinese National Space Administration's (CNSA, l’équivalent chinois de la NASA), l’utilisation des ressources lunaires in situ offrirait donc une grande opportunité de fournir la base matérielle du support de vie pour les voyages et l’habitation lunaires.
« Dans un avenir proche, nous verrons l’industrie des vols spatiaux avec équipage se développer rapidement », déclare Yingfang Yao, spécialiste des matériaux de l’Université de NanjingYao et co-auteur de la nouvelle étude. « Tout comme l’ère de la voile dans les années 1600, lorsque des centaines de navires prenaient la mer, nous allons entrer dans une ère de l’espace ». Seulement, il reste coûteux d’expédier des marchandises dans l’espace, de sorte que tout matériau que l’on peut trouver sur la Lune et qui ne provient pas de la Terre permet d’économiser beaucoup d’argent. Il s’agit de réduire la "charge utile" pour espérer mener une exploration à grande échelle du monde extraterrestre.
L’hypothèse de départ était que le sol lunaire pouvait être utilisé comme catalyseur pour fabriquer de l’oxygène et d’autres produits à partir de réactions chimiques imitant la photosynthèse (comme dans une plante verte), et ce grâce à la lumière du soleil. Une fois le rover revenu sur Terre, Yao et ses collègues ont donc examiné un échantillon de sol lunaire afin de savoir s’il pouvait servir de catalyseur pour un système qui convertirait l’eau extraite de la Lune et le dioxyde de carbone (libéré par le corps des astronautes) en produits utiles pour alimenter une base lunaire. Parmi ces produits, on retrouverait de l’oxygène, de l’hydrogène et d’autres sous-produits utiles en tant que carburant, comme le méthane.
Dans un premier temps, les chercheurs ont analysé leur échantillon à l’aide de techniques telles que la microscopie électronique et la diffraction des rayons X, pour identifier les composants catalytiques actifs du sol. L’échantillon contenait des substances riches en fer et en titane, qui pourraient être utiles dans une réaction imitant la photosynthèse.
Ensuite, les chercheurs ont testé le sol comme catalyseur dans diverses réactions chimiques (utiles à la photosynthèse) pour produire de l’hydrogène et de l’oxygène à partir de dioxyde de carbone et d’eau. Le dioxyde de carbone expiré par les astronautes serait recueilli et combiné à l’hydrogène provenant de l’électrolyse de l’eau, au cours d’un processus d’hydrogénation catalysé par le sol lunaire. En évaluant les performances de l’échantillon lunaire en tant qu’électrocatalyseur photovoltaïque, photocatalyseur et catalyseur photothermique, ils ont trouvé que la division complète de l’eau et la conversion du CO2 peuvent être réalisées par l’énergie solaire, l’eau et le sol lunaire, avec une gamme de produits cibles pour la vie lunaire.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
