L’eau, cette ressource vitale et polyvalente, est au cœur des efforts de l’exploration spatiale. Le projet LUWEX, mené par le Centre allemand pour l’aéronautique et l’astronautique (DLR) et d’autres participants européens, se penche sur les technologies permettant d’extraire et de purifier l’eau à partir de roches lunaires.
L’eau lunaire : une ressource précieuse
L’eau est sans conteste la ressource la plus précieuse pour l’exploration spatiale habitée. Elle est la matière première la plus importante pour les systèmes de soutien à la vie et pour la fabrication de propulseurs de fusée à base d’hydrogène. Dans le cadre du projet ‘Validation des technologies d’extraction et de purification de l’eau lunaire pour la production in situ de propulseurs et de consommables’ (LUWEX), le DLR et d’autres participants européens étudient les technologies permettant d’extraire l’eau des roches lunaires et de la purifier.
Cette eau est destinée à être utilisée par les astronautes comme eau potable et pour produire de l’oxygène par électrolyse. L’eau est également le point de départ pour la production de propulseurs de fusée à base d’hydrogène et d’oxygène.
De grandes quantités de carburant sont nécessaires pour transporter chaque kilogramme de charge utile dans l’espace. L’utilisation des ressources locales disponibles est la clé d’une présence humaine à long terme sur la Lune.
La glace dans le sous-sol lunaire
La présence de glace d’eau piégée dans le sous-sol lunaire a motivé le travail sur des solutions techniques pour la découverte, l’extraction et la purification de ‘l’eau lunaire’.
« LUWEX est l’un des rares projets dans le monde qui traite expérimentalement du sujet de l’extraction de l’eau à partir de matériaux lunaires. La particularité de LUWEX est qu’il examine l’ensemble de la chaîne de processus, de l’extraction de l’eau de la roche à son traitement », déclare Paul Zabel, chef de projet à l’Institut des systèmes spatiaux du DLR à Brême. Les activités de recherche précédentes sur l’extraction de l’eau lunaire ont été largement menées sous forme d’études de système théoriques. « Avec LUWEX, nous voulons maintenant tester cela en pratique à l’aide d’une expérience en laboratoire. »
Sur la Lune, la glace se trouve principalement dans les cratères sombres près du pôle Sud, qui sont constamment à l’ombre du soleil. Le système de démonstration doit être exploité dans un environnement semblable à celui de la Lune, avec une faible pression atmosphérique et à une basse température. Un mélange de particules de glace et de roche servira de substitut à la véritable poussière lunaire pour tester le principe en laboratoire.
Collaboration internationale
L’équipe interdisciplinaire de LUWEX, composée de membres d’Allemagne, d’Autriche, de Pologne et d’Italie, s’est fixé pour objectif de développer un nouveau type d’extracteur d’eau. Dans l’installation d’ingénierie concurrente (CEF) de l’Institut des systèmes spatiaux du DLR, les participants au projet ont développé et finalisé la conception de la configuration expérimentale. Le CEF permet un accès simultané aux données pour tous les membres du projet pendant le processus de conception de nouveaux systèmes.
L’Institut des systèmes spatiaux du DLR construit le sous-système pour l’extraction de l’eau. Le processus consiste à chauffer le mélange de poussière lunaire et d’eau dans un réacteur cylindrique tout en le remuant. La vapeur d’eau résultante peut ensuite être séparée de la roche lunaire simulée.
Thales Alenia Space est responsable de la purification et du traitement de l’eau afin qu’elle soit adaptée à l’utilisation comme eau potable par les astronautes. L’eau purifiée peut également être utilisée pour produire de l’hydrogène et ainsi servir de carburant ou pour le stockage d’énergie.
Construction et premiers tests sur Terre
En février 2024, le système sera installé dans une chambre à vide thermique à l’Université technique de Braunschweig et sera disponible pour les premiers tests. Une période expérimentale de six mois commencera alors. Des échantillons avec différentes proportions de simulateur de roche lunaire et de glace seront utilisés pour identifier les paramètres de processus optimaux pour l’extraction de l’eau.
Plus tard, sur la Lune, il devrait être possible d’extraire une quantité maximale d’eau avec un minimum d’énergie. À cette fin, les chercheurs testent quelle température et quelle vitesse de brassage sont les mieux adaptées à cet effet.
Dans la deuxième étape du processus, l’eau extraite est traitée. Des capteurs mesurent la qualité de l’eau, et certains échantillons sont également analysés plus en détail en laboratoire. L’objectif est d’obtenir au moins un demi-litre d’eau à chaque essai.
En synthèse
Les espoirs de Paul Zabel pour l’avenir sont clairs : « Avec LUWEX, nous voulons poser les bases pour tester l’extraction de l’eau sur la Lune. Nous envisageons que les technologies seront prêtes pour être testées sur la Lune avant 2030. » Cette initiative pourrait bien être un jalon important dans notre quête pour une présence humaine durable sur la Lune et au-delà.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que le projet LUWEX ?
LUWEX est un projet de recherche mené par le Centre allemand pour l’aéronautique et l’astronautique (DLR) et d’autres participants européens. Il vise à développer des technologies pour extraire et purifier l’eau à partir de roches lunaires.
Pourquoi l’eau est-elle importante pour l’exploration spatiale ?
L’eau est une ressource vitale pour l’exploration spatiale. Elle est utilisée pour les systèmes de soutien à la vie, la production d’oxygène par électrolyse et la fabrication de propulseurs de fusée à base d’hydrogène.
Où trouve-t-on de l’eau sur la Lune ?
Sur la Lune, la glace d’eau se trouve principalement dans les cratères sombres près du pôle Sud, qui sont constamment à l’ombre du soleil.
Quel est le rôle de Thales Alenia Space dans ce projet ?
Thales Alenia Space est responsable de la purification et du traitement de l’eau extraite afin qu’elle soit adaptée à l’utilisation comme eau potable par les astronautes et pour la production d’hydrogène.
Quand les premiers tests du système seront-ils effectués ?
Les premiers tests du système sont prévus pour février 2024 à l’Université technique de Braunschweig.
Principaux enseignements
| Enseignements |
|---|
| Le projet LUWEX vise à développer des technologies pour extraire et purifier l’eau à partir de roches lunaires. |
| L’eau est une ressource vitale pour l’exploration spatiale, utilisée pour les systèmes de soutien à la vie, la production d’oxygène et la fabrication de propulseurs de fusée. |
| Sur la Lune, la glace d’eau se trouve principalement dans les cratères sombres près du pôle Sud. |
| Thales Alenia Space est responsable de la purification et du traitement de l’eau extraite. |
| Les premiers tests du système sont prévus pour février 2024 à l’Université technique de Braunschweig. |
| L’objectif est d’obtenir au moins un demi-litre d’eau à chaque essai. |
| L’équipe de LUWEX est composée de membres d’Allemagne, d’Autriche, de Pologne et d’Italie. |
| Les technologies d’extraction de l’eau devraient être prêtes pour être testées sur la Lune avant 2030. |
Références
Légende illustration principale : L’eau du sous-sol lunaire au service de l’exploration spatiale
Dans le cadre du projet LUWEX, des chercheurs internationaux travaillent sur des technologies permettant d’extraire de l’eau de la roche lunaire. Crédit : DLR
Centre allemand pour l’aéronautique et l’astronautique (DLR), Thales Alenia Space, Université technique de Braunschweig
