Un système d’extraction d’eau pour la Lune
L’humain devra accéder à l’eau lorsqu’il s’installera sur d’autres corps planétaires. Cela signifie qu’il devra pouvoir la consommer, mais aussi l’utiliser comme carburant de fusée pour renvoyer des objets, et des personnes, sur Terre. La Lune est la candidate la plus probable pour les premières bases humaines, et l’on sait que sa surface rocheuse et poussiéreuse, appelée régolithe, contient de l’eau gelée. Dans le cadre du projet LUWEX(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) financé par l’UE, un consortium de chercheurs a conçu, développé et testé un nouveau système d’extraction capable de traiter du régolithe lunaire simulé et d’en extraire l’eau. «La conception de l’extracteur faisait elle-même partie du projet, dans la mesure où nous voulions déterminer quel serait le meilleur type d’extracteur sur la Lune», explique Luca Kiewiet(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), chercheur au Centre aérospatial allemand(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (DLR). «Nous n’avons pas uniquement recherché le meilleur extracteur en termes d’efficacité ou de taux d’extraction, mais également celui qui pourrait être testé dans le cadre d’une future mission de démonstration technologique.»
Extraire l’eau de la poussière lunaire
Ne pouvant facilement accéder à de la poussière lunaire, l’équipe s’est tournée vers une simulation analogique de la roche lunaire. Ils ont porté leur choix sur celle qui simulait le mieux le régolithe que l’on retrouve au pôle sud de la Lune, qui abrite de la glace dont on pourrait très probablement extraire de l’eau. Le système d’extraction, connu sous le nom de creuset, est rempli de régolithe lunaire simulé contenant de la glace, avant qu’un vide ne soit créé dans une chambre à température contrôlée pour recréer un environnement similaire à celui de la Lune. Le creuset chauffe et brasse simultanément le régolithe lunaire simulé contenant de la glace et, sous la faible pression, la glace se sublime (passant directement de la glace à la vapeur d’eau) et se dégage du régolithe. Cette vapeur d’eau est ensuite congelée dans un piège à froid, brièvement chauffée pour s’échapper dans une chambre, se transformer en eau liquide et être pompée dans un système de purification. «En recourant à plusieurs méthodes de purification, nous pouvons obtenir de l’eau potable pour les astronautes ou de l’eau pouvant être transformée par électrolyse en carburant destiné au ravitaillement des vaisseaux spatiaux», ajoute Luca Kiewiet.
Améliorer la conception des systèmes d’extraction et de purification
L’originalité et la réussite du projet ont reposé sur l’extraction, la capture, la liquéfaction et la purification du régolithe lunaire glacé à une échelle sans précédent et dans un environnement qui n’avait jamais fait l’objet d’essais auparavant. «Par l’expérience, nous avons pu obtenir jusqu’à 750 millilitres d’eau, ce qui n’avait jamais été accompli auparavant», souligne Luca Kiewiet. Au delà de cela, les chercheurs ont tiré de nombreux enseignements qui aideront à la conception future de systèmes d’extraction d’eau sur la Lune, notamment en ce qui concerne les problèmes liés à l’accumulation de poussière dans le système. «Nous avons compris les limites du dispositif et poursuivons nos efforts pour améliorer les systèmes d’extraction et de purification afin de pouvoir un jour disposer d’eau sur la Lune», explique Luca Kiewiet.
Une source d’eau potable sur la Lune
Plusieurs agences spatiales dans le monde travaillent à renvoyer des astronautes sur la Lune, notamment la NASA et l’ESA(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). LUWEX pourrait contribuer à ces missions en réduisant la dépendance des astronautes aux missions de réapprovisionnement depuis la Terre. «Ne pas devoir emporter le carburant pour le voyage de retour permet de réaliser d’importantes économies de coûts et d’énergie», explique Luca Kiewiet. «Et s’ils disposent d’un peu plus d’eau potable, ils pourraient prolonger la durée de leurs missions.»