Les futures bases humaines sur la Lune pourraient produire de l’eau sur place faire fondre le régolithe lunaire (c’est-à-dire la couche superficielle de notre satellite naturel) à des températures au-dessus de 1100 °Céventuellement grâce à des miroirs qui collectent et focalisent la lumière du Soleil. Cette possibilité est suggérée par une étude récente (acceptée pour publication dans la revue). L’innovation) dans laquelle certains échantillons de régolithe lunaire apportés sur Terre en 2020 par la mission chinoise ont été portés à température de fusion Chang’e 5 (La mission suivante, Chang’e 6, a amené les premiers échantillons de la face cachée de la Lune sur Terre en juin 2024). Cette découverte est importante car production d’eau ce sera un facteur crucial pour la permanence des êtres humains sur la Lune : il servira à boire, à irriguer les plantes dans les serres et à produire – par électrolyse – oxygène respirer et hydrogène comme source d’énergie. En plus de l’eau, la fonte du régolithe lunaire produit également fer qui peut être utilisé comme matériau de construction.
L’étude, réalisée par une équipe de chercheurs dirigée par Xiao Chena amené un échantillon de régolithe lunaire à des températures supérieures au point de fusion (environ 1 100 °C) et a découvert, grâce à une analyse microscopique, que le chauffage déclenchait des réactions chimiques conduisant à la production d’eau. Les chercheurs ont estimé qu’1 gramme de régolithe peut ainsi produire entre 5,62 et 8,43 milligrammes d’eau : en proportion, depuis une tonne de régolithe peut produire plus de 50 kg d’eau.
Mais comment obtenir de l’eau en faisant fondre des roches ? Cela se produit parce que les minéraux du régolithe lunaire contiennent une certaine quantité de hydrogène « piégé » dans leur structure, qui à haute température réagit avec les oxydes de fer présents dans le régolithe pour former de l’eau et du fer « libre ». L’hydrogène provient du Soleil via ce qu’on appelle vents solairesc’est-à-dire des flux de particules chargées (principalement des protons et des électrons) que notre étoile diffuse en permanence dans l’espace environnant. Lorsque les protons et les électrons arrivent sur la surface lunaire, ils peuvent se combiner pour former des atomes d’hydrogène, qui à leur tour peuvent être piégés dans les structures cristallines des minéraux qui y sont présents.
Selon l’étude, parmi les minéraux qui composent le régolithe lunaire, celui qui contient l’hydrogène le plus « utile » en proportion estilméniteun composé de fer, de titane et d’oxygène qui a une formule chimique FeTiO3. Sa structure cristalline présente des micro-vides idéaux pour accueillir des atomes d’hydrogène. Ce minéral ne constitue que 6 % en poids du régolithe lunaire mais contient jusqu’à 38 % de l’hydrogène exogène. En particulier, selon les chercheurs, les deux principales réactions qui produisent de l’eau sont :
FeO + 2 H → Fe + H2OU
Fe2OU3 + 6 H → 2 Fe + 3 H2OU
La réaction serait catalysée par le flux d’électrons présents dans le vent solaire. Les analyses en microscopie électronique à transmission montrent clairement que des paires de « bulles » d’eau et de nanocristaux de fer se forment dans l’ilménite même à des températures d’environ 700°C.
L’étude montre qu’il est possible d’obtenir de l’eau en faisant fondre le régolithe, mais entre le dire et le faire, il y a toute une série d’étapes. défis d’ingénierie et technologiques pas récemment. Si des systèmes de miroirs peuvent être utilisés pour la température (solution loin d’être simple à mettre en œuvre), extraire l’eau d’un très grand nombre de nanobulles est très compliqué d’un point de vue technique.