Les astronautes chinois ont réussi à produire expérimentalement du carburant pour fusée à partir d’un nouveau processus de « photosynthèse artificielle ». Cette expérience pourrait être très profitable pour le programme d’exploration lunaire chinois. On vous explique pourquoi.


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    La Lune comme station-service ? C'est une solution souvent évoquée pour les missions lointaines très coûteuses en masse. La Chine fait partie des rares pays qui en rêvent. Encore faut-il savoir fabriquer du carburant sur place. L'expérience réalisée à bord de la station spatiale chinoise (CSSCSS) semble montrer une possible voie à suivre.

    Photosynthèse artificielle en orbite

    Cela fait partie des activités principales de la station spatiale chinoise : réaliser des expériences scientifiques qui pourront notamment servir à l'exploration spatiale et lunaire. Secondés par les équipes de contrôle au sol, les astronautes chinois de l'équipage ShenzhouShenzhou-19 à bord de la CSS ont réussi à fabriquer de l'éthylène ainsi que de l'oxygèneoxygène.

    La méthode utilisée est la photosynthèse artificielle, où l'on reprend le processus naturel des plantes qui produisent de l'oxygène à partir de dioxyde de carbonedioxyde de carbone. La catalysecatalyse à partir de CO2 et d'eau est faite à l'aide de semi-conducteurssemi-conducteurs. Ce procédé, en développement depuis 2015, est censé être moins énergivore que l'électrolyseélectrolyse, solution utilisée dans les stations spatiales pour recyclerrecycler l'eau usée et en produire de l'oxygène.

    L'éthylène produit par l'expérience chinoise peut être utilisé comme carburant dans la propulsion spatiale. Les chercheurs espèrent pouvoir produire aussi du méthane, autre carburant, ainsi que de l'acideacide formique, utilisé comme conservateur ou agent antibactérien.

    Ce schéma présente l’action du catalyseur développé par les équipes du Berkeley Lab. Ce dernier se trouve d'abord sous forme de nanobilles de cuivre (à gauche sur le schéma) ; il subit une transformation structurelle et prend ensuite une forme de cubes (à droite). Le CO<sub>2</sub> injecté (à droite) est alors transformé en éthylène, en éthanol et en propanol (<em>Ethylene</em>,<em> Ethanol</em> et <em>n-Propanol</em>, en anglais sur le schéma). En haut à gauche, des images du catalyseur au microscope électronique à transmission. © Dohyung Kim, Berkeley Lab
    Ce schéma présente l’action du catalyseur développé par les équipes du Berkeley Lab. Ce dernier se trouve d'abord sous forme de nanobilles de cuivre (à gauche sur le schéma) ; il subit une transformation structurelle et prend ensuite une forme de cubes (à droite). Le CO2 injecté (à droite) est alors transformé en éthylène, en éthanol et en propanol (Ethylene, Ethanol et n-Propanol, en anglais sur le schéma). En haut à gauche, des images du catalyseur au microscope électronique à transmission. © Dohyung Kim, Berkeley Lab

    La Lune dans le viseur

    Produire du carburant sur la Lune permettrait l'économie des nombreuses missions logistiques nécessaires pour l'apporter sur place. La Chine prévoit d'établir sa base lunaire internationale au pôle Sud sélène, où l'on sait qu'on peut trouver de la glace d'eau. La solution de la photosynthèsephotosynthèse artificielle permettrait alors de produire du carburant à moindre coût.