Espace : des aimants en néodyme pour faciliter la production d’oxygène

8. septembre 2022 | Technologies

Les missions spatiales de longue durée pourraient bénéficier d’une nouvelle méthode d’extraction de l’oxygène de l’eau.

L’un des défis que poseraient des missions spatiales vers la Lune ou même Mars est l’approvisionnement en oxygène des astronautes. Dans les environnements à faible gravité, la production de cet élément vital s’est avérée difficile et coûteuse jusqu’à présent. Une équipe internationale de scientifiques a mis au point une nouvelle méthode à l’aide d’aimants en néodyme. Les chercheurs, dirigés par Álvaro Romero-Calvo de l’université américaine du Colorado Boulder, ont publié leurs résultats dans la revue spécialisée Nature’s npj Microgravity.

Sur la Station spatiale internationale, l’oxygène est produit par une cellule électrolytique. Celle-ci décompose l’eau en hydrogène et en oxygène. En apesanteur, les bulles de gaz restent toutefois suspendues dans le liquide au lieu de simplement remonter vers la surface comme c’est le cas pour un verre de limonade ou d’eau pétillante sur Terre. Pour extraire l’oxygène, la NASA utilise actuellement des centrifugeuses. Cependant, selon une analyse (PDF) de l’agence spatiale américaine, ce système est trop lourd, peu fiable et nécessite beaucoup d’entretien pour un voyage vers Mars.

Un aimant au néodyme attire des bulles de gaz en apesanteur

L’équipe de Romero-Calvo a cherché à savoir si les aimants pouvaient remplir le même objectif. Pendant des années, des expériences, des calculs et des simulations informatiques ont été réalisés à cet effet. Le « test pratique » dans la tour de chute de Brême a finalement montré que le procédé fonctionne également dans un environnement similaire à l’espace. Ce grand laboratoire unique en Europe est géré par le Centre de technologie spatiale appliquée et de microgravité (ZARM) et permet de réaliser des expériences en apesanteur de courte durée. Pour la première fois, la preuve a été apportée ici qu’un simple aimant en néodyme peut détacher des bulles de gaz de la surface des électrodes en microgravité en le plongeant dans différentes solutions aqueuses. Ce système « totalement passif », selon Romero-Calvo, ne nécessite ni électricité ni centrifugeuse.

Les scientifiques considèrent leur étude comme une étape importante pour rendre les systèmes de production d’oxygène dans l’espace plus légers et plus efficaces sur le plan énergétique. La prochaine étape consistera à réaliser des expériences sur des fusées suborbitales afin de vérifier davantage les résultats.

Photo : iStock/dottedhippo

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