Vidéos de présentation du projet
Vidéo Du forum Fédération automne 2021
Un sujet Marsproof sur la chaine Youtube du "Journal de l'espace", Mars 2020
Notre horizon
Sur les photographies que nous transmettent les sondes ou les rovers lancés à l'exploration de Mars, la planète rouge ressemble à un vaste désert. Pourtant, ses sables, ses roches (régolithe) et son atmosphère contiennent de nombreux composés chimiques que d'astucieux dispositifs pourraient transformer en éléments indispensables à la vie ainsi qu'en ressources particulièrement utiles. Eau, oxygène, hydrogène, méthane, et mêmes matériaux plus sophistiqués : acier, verre, briques, plastiques, ... pourraient être produits sur place à partir de modules importés depuis la Terre. L'utilisation de ces ressources par des missions d'exploration, et à plus long terme dans la perspective du peuplement de la planète Mars, c'est le coeur du concept d'utilisation des ressources locales (en anglais ISRU, pour In-Situ Resources Utilization).
Compte tenu du coût considérable du transport depuis la Terre, l’utilisation de matériaux de la Lune, de Mars puis d'ailleurs est en effet un impératif majeur ; il permet d'imaginer un avenir durable à l'exploration et l'établissement de l'Humaité en-dehors de sa planète d'origine.
Notre projet
Notre projet vise à concevoir, fabriquer et tester en environnements analogues voire in-situ un "cubesat" open-source capable d'utiliser le régolithe pour en faire des matériaux utiles. Mars étant encore loin dans l'avenir, nous avons décidé de nous focaliser sur un cahier des charges Lunaire, plus réaliste à moyen terme. Nous nous concentrons donc sur l'exploitation du régolithe Lunaire.
Nous disposons d'une important base documentaire et nous nous appuierons pour ce projet notamment sur les études réalisées par Richard Heidmann, vice-président de l’Association Planète Mars. Ces études ont permis de définir une système d'ISRU complet, subdivisé en 12 "briques" interconnectées tel que présenté sur le schéma ci-dessous, et peuvent donner lieu à des sujets exploratoires techiques et scientifique.:
Cliquer sur l'image pour l'agrandir.
Où en sommes-nous ?
Le "cubesat" doit être un objet de la taille d'une boite à chaussure, de de masse modérée pour être emportée par un des aterrisseurs prévus ces prochaines années. Nous explorons deux approches relativement abordables en open source :
- l'utilisation du régolithe pour produire par compression des matériaux de construction
- l'extraction d'eau depuis du régolithe hydraté pour réaliser une électrolyse
Le cubesat devra être capable d'assurer son alimentation en énergie et sa survie à la nuit et l'environnement Lunaire, et bien sûr la communication et la réléopération des opérations de collecte et transformation du régolithe.
Nous travaillons actuellement la conception et le prototypage du chassis du cubesat, et de plusieurs sous-systèmes. Pour donner plus d'ampleur au projet, nous inspirons et encadrons des travaux d'étudiants ingénieurs en M1 ou M2 liés à notre projet :
- Institut Mécavenir, à Puteaux, où pour la seconde année consécutive une promotion de 19 apprentis ingénieurs ISAE Supmeca conçoivent des sous-systèmes de collecte et de traitement du régolithe
- Club robotique de l'ENISE St Etienne sur la robotisation des opérations de collecte
- ECAM Strasbourg en lien avec l'ISU, également autour du régolithe
- Mines de Nancy sur un démonstrateur de réduction à l'hydrogène du régolithe Martien, en collaboration avec le Pr. Patisson de l'Université de Lorraine
Quel que soit le cas d'usage travaillé, nous développerons les dispositifs et les publierons en open source hardware sur la plateforme, et les testerons en environnement analogue avec nos partenaires du CNES et d'autres associations. L'idée est de privilégier une conception itérative, pour tester et valider au plus vite nos idées, à bas coût.
Nous rejoindre
Toutes les personnes intéressées pour nous rejoindre et contribuer (que ce soit 10 minutes par semaine ou 1h par jour) sont les bienvenues.
Nous tenons à insister sur le fait qu'aucune connaissance ou formation particulière ne sont nécessaires, simplement l'envie d'apprendre et de contribuer. Nous sommes persuadés que toute personne peut apporter quelque chose de par ses expériences ou sa motivation et quel que soit le niveau d'étude ou le milieu professionnel.
Pour nous rejoindre, il suffit de créer un compte Fédération en tant que contributeur (en 5min et gratuit) puis de cliquer en haut à droite de cette page sur l'onglet "Rejoindre le projet", d'écrire en quelques lignes vos motivations et d'y ajouter vos coordonnées. Vous pourrez ensuite télécharger l'application Rocket.chat afin d'échanger avec l'ensemble des membres du projet.
Nous attribuons à chaque nouveau membre un parrain afin que vous vous intégriez au mieux à l'équipe et pour trouver facilement votre place au sein de ce projet vaste et passionnant.
Crédits
Logo Marsproof créé par Dubble Deez Agency
Sous-projets
Brique 1 - Extracteur d'eau
Production d’eau à partir de la glace présente dans le régolithe Martien en utilisant des micro-ondes
Brique 10 - Verrerie
Fabrication d'un atelier de mini-atelier de verre à base de silice (70%), de soude (14%), de chaux (10%) et d'oxydes métalliques (magnésie, alumine, 5%).
Brique 11 - Agglomérateur d'hématite
Fabrication d'un procédé d'agglomération servant à fritter le minerai de fer pour le rendre apte à l'utilisation dans l'acierie.
Brique 12 - Aciérie
Fabrication d'une mini-acierie.
Brique 2 - Électrolyseur d'eau
Fabrication d'un électrolyseur qui décompose l'eau en dioxygène (O2) et dihydrogène (H2) gazeux avec l'aide d'un courant électrique.
Brique 3 - Séparateur d'atmosphère
L’air martien étant composé à environ 96% de CO2, 1,9% d’Argon (Ar), 1,9% Diazote (N2) et 0,2% d’O2, il est possible de séparer tous ces …
Brique 4 - Décomposeur de CO2
Fabrication d'un décomposeur de CO2 avec un four à 1 000 - 1 100°C, le mélange CO/O2 étant ensuite séparé à l’aide de cellules à …
Brique 5 - Méthanateur
Fabrication d'un méthanateur, aussi appelé procédé de Sabatier, basé sur la réaction (exothermique) du dihydrogène (H2) et du dioxyde de carbone (CO2) dans l'opjectif de …
Brique 6 - Synthétiseur d'éthylène
Production de l’éthylène.
Brique 7 - Synthétiseur de polyéthylène
Fabrication d'un synthétiseur de polyéthylène par la polymérisation de l'éthylène.
Brique 8 - Briqueterie
Fabrication ud'ne machine permettant de produire des blocs de régolithe comprimée à partir de sol argileux martien.
Brique 9 - Raffinerie de régolithe
Fabrication d'une rafinerie chimique pour décomposer le régolithe en élements utilisables : Alumine (Al2O3), Chaux (CaO), Magnésie (MgO), Silice (SiO2) et Hématite (Fe2O3).