La technologie CaRD de la NASA extrait de l'oxygène du régolithe lunaire

Chimie solaire : la NASA démontre une méthode d'extraction de l'oxygène du régolithe lunaire à l'aide de l'énergie solaire concentrée

Des chercheurs de la NASA ont démontré avec succès une méthode révolutionnaire pour extraire de l'oxygène du sol lunaire simulé en utilisant la puissance de l'**énergie solaire concentrée**. Ce jalon, atteint grâce au projet Carbothermal Reduction Demonstration (CaRD), utilise une réaction chimique alimentée par le soleil pour décomposer le régolithe, offrant ainsi une voie durable pour une présence humaine à long terme sur la Lune. En produisant localement des consommables de survie et du propergol, cette technologie réduit considérablement la charge logistique liée au transport de fournitures lourdes depuis la Terre.

Le développement des technologies d'**utilisation des ressources in situ (ISRU)** est une pierre angulaire du Programme Artemis, qui vise à établir une base permanente au pôle Sud lunaire. Pour soutenir un équipage humain pendant des mois ou des années, les agences spatiales doivent s'affranchir d'une dépendance totale vis-à-vis de la Terre. L'extraction d'oxygène directement de la surface lunaire — où il est chimiquement lié au sein des oxydes minéraux du régolithe lunaire — est considérée comme le moyen le plus efficace de fournir de l'air respirable et de l'oxygène liquide pour les moteurs de fusée.

Qu'est-ce que le projet Carbothermal Reduction Demonstration (CaRD) de la NASA ?

Le Carbothermal Reduction Demonstration (CaRD) de la NASA est un projet pilote technologique qui utilise l'**énergie solaire concentrée** pour extraire de l'oxygène du régolithe lunaire simulé par le biais d'une réaction chimique solaire. Le 13 février 2026, l'équipe a achevé les tests d'un prototype intégré, produisant avec succès de l'oxygène et confirmant la production de monoxyde de carbone. Ce projet intègre du matériel provenant de l'industrie privée et de plusieurs centres de la NASA pour valider les capacités de fabrication lunaire.

Le projet CaRD représente un effort collaboratif massif dans le domaine de l'ingénierie aérospatiale et des sciences planétaires. Le prototype intégré a utilisé un réacteur de production d'oxygène carbothermique développé par Sierra Space, couplé à un concentrateur solaire sophistiqué conçu par le Glenn Research Center de la NASA à Cleveland. Pour garantir que l'énergie solaire soit focalisée avec une grande précision, l'équipe a employé des miroirs spécialisés de Composite Mirror Applications. L'ensemble du système était régulé par l'avionique, des logiciels et des systèmes d'analyse de gaz développés au Kennedy Space Center de la NASA, tandis que le Johnson Space Center de la NASA assurait la gestion globale du projet et l'ingénierie des systèmes.

Pourquoi l'extraction d'oxygène du régolithe est-elle importante pour l'exploration lunaire ?

L'extraction d'oxygène du régolithe lunaire est essentielle car elle fournit localement de l'**air respirable** pour les astronautes et du propergol de fusée, réduisant ainsi considérablement le coût et la complexité des missions spatiales. En tirant parti des ressources locales, la NASA peut minimiser la masse requise pour le lancement depuis la Terre. Cette capacité est la clé pour transformer la Lune d'une destination de visites courtes en un centre à long terme pour l'**exploration spatiale lointaine**.

Les avantages logistiques de cette approche consistant à « vivre sur le terrain » ne sauraient être surestimés. Actuellement, chaque kilogramme d'oxygène ou de carburant envoyé vers la Lune nécessite une quantité massive d'énergie et de dépenses pour échapper à la gravité terrestre. En récoltant l'oxygène de la surface lunaire, les planificateurs de missions peuvent consacrer davantage de capacité de charge utile aux instruments scientifiques et aux modules d'habitation. De plus, la capacité de ravitailler les engins spatiaux sur la Lune pourrait transformer la surface lunaire en une « station-service » pour les missions se dirigeant plus loin dans le système solaire, comme vers Mars.

Quel rôle joue le monoxyde de carbone dans le processus CaRD ?

Dans le processus CaRD, le monoxyde de carbone sert d'intermédiaire chimique critique qui confirme la réduction réussie des oxydes métalliques au sein du régolithe lunaire chauffé. La production de monoxyde de carbone pendant la réaction solaire prouve que le réacteur carbothermique brise efficacement les liaisons chimiques pour libérer l'oxygène. Ces mêmes systèmes de conversion chimique peuvent également être adaptés pour transformer le dioxyde de carbone en oxygène et méthane pour de futures missions vers Mars.

Cette polyvalence chimique fait de la technologie CaRD une innovation à double usage pour l'exploration du système solaire. Bien que l'accent soit actuellement mis sur la Lune, la chimie solaire impliquée dans la gestion des gaz à base de carbone est directement applicable à l'atmosphère martienne. Sur Mars, où le dioxyde de carbone est abondant, des réacteurs similaires pourraient fournir l'oxygène nécessaire à la survie et le méthane pour le propergol du voyage de retour. Les tests du prototype intégré ont confirmé que ces systèmes d'analyse de gaz en aval sont suffisamment robustes pour supporter les conditions difficiles de vide requises pour les opérations spatiales.

Implications pour le Programme Artemis et au-delà

Le succès des tests du prototype CaRD marque une transition de la recherche théorique vers la fabrication spatiale pratique. En démontrant que la lumière solaire concentrée peut fournir la chaleur intense nécessaire à la réduction carbothermique, les chercheurs ont prouvé que nous n'avons pas besoin de dépendre de réseaux nucléaires ou de batteries massives pour le traitement thermique. Cette dépendance à l'**énergie solaire** rend le système plus durable et plus facile à déployer au pôle Sud lunaire, où les pics de lumière éternelle offrent un accès quasi constant au soleil.

• Durabilité des ressources : Utilise 100 % de régolithe local et de l'énergie solaire renouvelable.
• Évolutivité : La conception du réacteur peut être mise à l'échelle pour soutenir des colonies lunaires plus importantes.
• Utilité interplanétaire : La technologie de base est adaptable pour l'**utilisation des ressources in situ sur Mars**.
• Réduction des coûts : Abaisse considérablement le « prix par litre » d'oxygène dans l'espace lointain.

Orientations futures de la chimie solaire lunaire

À l'avenir, l'équipe CaRD prévoit de perfectionner le concentrateur solaire et l'intégration du réacteur pour résister aux fluctuations de température extrêmes de l'environnement lunaire. Les phases futures du projet impliqueront probablement de tester le matériel dans des chambres à vide qui simulent plus fidèlement l'**atmosphère de la Lune** et les conditions thermiques. Les scientifiques étudient également comment différents types de régolithe — allant des matériaux des hauts plateaux aux sols basaltiques des mers — affectent l'efficacité du processus d'extraction d'oxygène.

La vision à long terme de la NASA prévoit une usine de production d'oxygène entièrement automatisée située sur la surface lunaire. Une telle installation fonctionnerait de manière autonome, stockant l'oxygène dans des réservoirs cryogéniques avant l'arrivée des équipages humains. À mesure que les missions Artemis progressent, l'intégration de la chimie solaire et de l'exploitation minière robotisée constituera le fondement d'une économie lunaire autosuffisante, ouvrant la voie au prochain bond de géant de l'exploration humaine.

Note environnementale : Alors que la NASA se concentre sur la chimie lunaire, les observateurs sur Terre pourraient remarquer une activité atmosphérique accrue aujourd'hui. Selon des données récentes du 13 février 2026, une aurore modérée (G1) est visible dans les régions nordiques, notamment à Fairbanks, en Alaska et à Reykjavik, en Islande, avec un indice Kp de 5.