Parmi les nombreux défis d'un voyage sur Mars, l'une des plus urgentes est la suivante :comment pouvez-vous obtenir suffisamment de carburant pour que le vaisseau spatial retourne sur Terre ?

Houlin Xin, professeur assistant en physique et astronomie, peut-être trouvé une solution.

Lui et son équipe ont découvert un moyen plus efficace de créer théoriquement du carburant pour fusée à base de méthane à la surface de Mars, ce qui peut rendre le voyage de retour encore plus faisable.

La nouvelle découverte se présente sous la forme d'un catalyseur au zinc à un seul atome qui synthétisera le processus actuel en deux étapes en une réaction en une seule étape à l'aide d'un appareil plus compact et portable.

"Le zinc est fondamentalement un grand catalyseur, " dit Xin. " Il a le temps, la sélectivité et la portabilité, un gros plus pour les voyages dans l'espace."

Le processus de création de carburant à base de méthane a déjà été théorisé, initialement par Elon Musk et Space X. Il a utilisé une infrastructure solaire pour produire de l'électricité, entraînant l'électrolyse du dioxyde de carbone, lequel, lorsqu'il est mélangé avec de l'eau de la glace trouvée sur Mars, produit du méthane.

Ce processus, connu sous le nom de procédé Sabatier, est utilisé sur la Station spatiale internationale pour produire de l'oxygène respirable à partir de l'eau. L'un des principaux problèmes du procédé Sabatier est qu'il s'agit d'une procédure en deux étapes nécessitant de grandes facultés pour fonctionner efficacement.

La méthode développée par Xin et son équipe utilisera du zinc dispersé anatomiquement pour agir comme une enzyme synthétique, catalyser le dioxyde de carbone et initialiser le processus. Cela nécessitera beaucoup moins d'espace et peut produire efficacement du méthane en utilisant des matériaux et dans des conditions similaires à celles trouvées à la surface de Mars.

"Le procédé que nous avons développé contourne le procédé eau-hydrogène, et convertit efficacement le CO 2 en méthane à haute sélectivité, " dit Xin.

Actuellement, les fusées créées par Lockheed et Boeing utilisent de l'hydrogène liquide comme carburant pour les fusées. Bien qu'il soit bon marché et efficace, cette source de combustible a ses inconvénients. L'hydrogène liquide laisse des résidus de carbone dans le moteur de la fusée, qui nécessite un nettoyage après chaque lancement; quelque chose qui serait impossible sur Mars.

Space X et Elon Musk ont ​​développé et testent actuellement un moteur à base de carburant au méthane, connu sous le nom de Space X Raptor. Raptor propulsera la prochaine génération de vaisseaux spatiaux de Space X nommés Starship et Super Heavy. En ce moment, ni l'un ni l'autre ne l'ont mis en orbite, et un seul a toujours pris son envol.

Malgré la percée, le processus développé par Xin est loin d'être mis en œuvre. Actuellement, ils n'ont qu'une "preuve de concept, " ce qui signifie que bien qu'il ait été testé et éprouvé en laboratoire, il n'a pas encore été testé dans des conditions réelles ou planétaires.

"Beaucoup d'ingénierie et de recherche sont nécessaires avant que cela puisse être pleinement mis en œuvre, ", dit-il. "Mais les résultats sont très prometteurs."