Le célèbre Russe Le spécialiste des fusées Konstantin Tsiolkovsky a dit un jour : « La Terre est le berceau de l’humanité, mais on ne peut pas rester dans le berceau pour toujours. » Tsiolkovsky est souvent salué comme l’un des pères de la fusée et de l’astronautique et on se souvient de sa croyance en la domination de l’humanité dans l’espace, également connue sous le nom d’anthropocosmisme. Son travail à la fin du XIXe et au début du XXe siècle a contribué à façonner l’exploration spatiale plusieurs décennies avant que l’humanité ne marche pour la première fois sur la Lune.

La seconde moitié de la célèbre citation de Tsiolkovsky fait référence non seulement à la vie sur Terre, mais aussi à la dépendance à mesure que nous nous aventurons plus loin dans le cosmos. Même aujourd’hui, alors que la Station spatiale internationale orbite au-dessus à 28 000 kilomètres par heure (17 500 miles par heure), ces astronautes ont besoin d’un réapprovisionnement constant depuis le sol pour rester en vie. Les futurs astronautes sur la Lune n’auront peut-être qu’à attendre trois jours pour recevoir des fournitures de la Terre, mais à mesure que nous nous éloignerons dans l’espace, en particulier vers Mars, cette dépendance deviendra sans aucun doute beaucoup plus fastidieuse, longue et coûteuse. Par conséquent, si l’humanité veut établir une présence à long terme dans l’espace, nous devons apprendre à utiliser les ressources dont nous disposons.

Une équipe de chercheurs de l’Indian Institute of Science (IISc), en collaboration avec l’Indian Space Research Organization (ISRO), a mis au point une méthode durable pour fabriquer des briques à partir du sol martien, en utilisant des bactéries et de l’urée. Les mammifères, y compris les humains, sont les principaux producteurs d’urée. Parce qu’ils sécrètent de l’urée en tant que principal déchet azoté, ils sont appelés animaux uréotéliques. L’urée joue un rôle important dans le métabolisme des composés azotés par les animaux. Ces soi-disant «briques spatiales» peuvent être utilisées pour construire des structures semblables à des bâtiments sur Mars qui pourraient faciliter l’établissement humain sur la planète rouge.

Crédit : Nitin Gupta, doctorant, Département de génie mécanique, Indian Institute of Science (IISc)

La méthode de fabrication de ces briques spatiales a été publiée dans PLOS Un. Une bouillie est d’abord créée en mélangeant de la terre martienne (simulant) avec de la gomme de guar, une bactérie appelée Sporosarcina pasteurii, de l’urée et du chlorure de nickel (NiCl2). Cette bouillie peut être versée dans des moules de n’importe quelle forme et, en quelques jours, les bactéries transforment l’urée en cristaux de carbonate de calcium. Ces cristaux, ainsi que les biopolymères sécrétés par les microbes, agissent comme le ciment qui maintient ensemble les particules de sol. Un avantage de cette méthode est la porosité réduite des briques, qui a été un problème avec d’autres méthodes utilisées pour consolider le sol martien en briques.

« Les bactéries s’infiltrent profondément dans les pores, utilisant leurs propres protéines pour lier les particules ensemble, diminuant la porosité et conduisant à des briques plus solides », explique Aloke Kumar, professeur agrégé au Département de génie mécanique de l’IISc, l’un des auteurs principaux de le papier.

Le groupe prévoit d’étudier l’effet de l’atmosphère et de la faible gravité de Mars sur la résistance des briques spatiales. L’atmosphère martienne est 100 fois plus fine que l’atmosphère terrestre et contient plus de 95 % de dioxyde de carbone, ce qui peut affecter de manière significative la croissance bactérienne. Les chercheurs ont construit un appareil appelé MARS (Martian AtmospheRe Simulator), qui consiste en une chambre qui reproduit les conditions atmosphériques trouvées sur Mars en laboratoire.

Utilisation des ressources in situ

L’étude IISc publiée dans PLOS One est basée sur une pratique connue sous le nom d’utilisation des ressources in situ (ISRU), qui fait référence à la génération de produits à partir de matériaux locaux ou essentiellement à la vie de la terre. Comme indiqué précédemment, plus l’humanité s’aventurera loin dans l’espace, plus il sera important de générer des produits à partir de matériaux locaux, car les réapprovisionnements depuis la Terre seront fastidieux, longs et coûteux. L’Agence spatiale européenne travaille actuellement sur la mission de démonstration ISRU, dont l’objectif est de montrer, d’ici 2025, que la production d’eau ou d’oxygène sur la Lune est faisable. L’initiative d’innovation de la surface lunaire de la NASA développera et démontrera également des technologies pour utiliser les ressources de la Lune pour produire de l’eau, du carburant et d’autres fournitures, ainsi que des capacités pour creuser et construire des structures sur la Lune.

Concept de système ISRU pour l’excavation robotique autonome et le traitement du sol de Mars pour extraire l’eau à utiliser dans les missions d’exploration. (Crédit : NASA)

Institut indien des sciences

L’Indian Institute of Science est une université de recherche publique réputée pour l’enseignement supérieur et la recherche en sciences, en ingénierie, en design et en gestion. Il est situé à Bengaluru, dans l’État indien du Karnataka. Le département de génie mécanique de l’IISc mène des recherches dans des domaines tels que la biomécanique et les dispositifs médicaux ; mécanique des fluides et physique des écoulements ; Systèmes de transfert de chaleur et d’énergie ; fabrication et matériaux ; Mécanique des Solides et des Structures ; mécanismes, conceptions et optimisation ; processus et dispositifs à l’échelle micro et nanométrique ; Robotique et Systèmes Autonomes ; et Vibrations, Acoustique et Contrôle. Nitin Gupta, qui est le deuxième auteur de l’étude, est titulaire d’un doctorat. étudiant au département de génie mécanique de l’IISc dont les recherches portent sur la caractérisation mécanique et matérielle des bio-consolidats, constitués de régolithe de sol lunaire, à l’aide de techniques telles que XRD, micro-CT, SEM, UTM, TGA et tests à haut débit.

Que révéleront les futures études de l’ISRU sur la façon dont nous pouvons vivre et travailler dans l’espace à long terme ? Seul le temps nous le dira, et c’est pourquoi nous faisons de la science !

Cet article a été initialement publié le Univers aujourd’hui par LAURENCE TOGNETTI. Lisez l’article original ici.

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