La poussière lunaire dégrade l’équipement et a des impacts sur la santé humaine. Trouver un moyen de s’en débarrasser sera donc essentiel pour les prochaines missions sur la Lune. Dans cette optique, une équipe de jeunes chercheurs a imaginé une approche simple et efficace impliquant de l’azote liquide.
Le problème de la poussière de Lune
L’un des principaux dangers rencontrés par les astronautes des missions Apollo sur la surface lunaire était le régolithe. Il s’agit essentiellement de minuscules fragments de micrométéorites ressemblant à du verre. Ces fines particules saturées de rayonnement solaire (ce qui leur confère une charge positive) ont non seulement tendance à adhérer à n’importe quelle surface, mais plus important encore, elles sont également particulièrement abrasives.
Au cours des missions Apollo, ces particules de silice se sont en effet frayées un chemin dans les moteurs et l’électronique, mais aussi dans les combinaisons, abîmant leur intégrité physique. L’astronaute Harrison Schmitt, le dernier homme à avoir posé les pieds sur la Lune, en a même inhalé malencontreusement lorsqu’il est revenu dans son module. Il a alors développé une sorte de « rhume des foins lunaire ».
Étant donné que la NASA ambitionne de reposer les pieds sur la Lune, des chercheurs se penchent donc sur la manière dont ces futurs astronautes pourraient se débarrasser de cette fameuse poussière lunaire. En effet, des visites prolongées pourraient entraîner non plus de simples allergies, mais des effets beaucoup plus délétères sur la santé des astronautes.
Nous savons qu’Axiom Space, qui est chargée par la NASA de développer les nouvelles combinaisons portées par les futurs astronautes, travaille sur un uniforme capable de limiter à cent grammes la quantité de régolithes rapportée dans l’environnement de la cabine après chaque sortie. Ces combinaisons seront également pensées pour limiter l’inhalation de cette poussière par les astronautes ou la contamination de leur système de survie.
Nous savons également que des chercheurs de l’Université du Colorado travaillent sur un moyen de nettoyer cette poussière lunaire en pulvérisant les combinaisons d’un faisceau d’électrons. Plus récemment, une équipe d’étudiants de premier cycle de l’Université de l’État de Washington a développé une nouvelle approche qui consiste à dynamiter le régolithe avec de l’azote liquide.
Effet Leidenfrost
Dans le détail, ces jeunes chercheurs, qui publient leurs travaux dans la revue Acta Astronautica, ont développé un nouveau spray capable de tirer parti de l’Effet Leidenfrost, nommé ainsi d’après le théologien et médecin allemand du XVIIIe siècle, Johann Gottlob Leidenfrost.
Grossièrement, le processus se produit lorsqu’un liquide entre en contact étroit avec une surface nettement plus chaude, ce qui lui fait former rapidement une couche protectrice l’empêchant brièvement de s’évaporer. L’effet peut être observé lorsque l’on verse de l’eau froide sur une poêle à frire chaude. L’eau se met alors à perler et à se déplacer à travers la poêle. Ainsi, lorsque de l’azote liquide (matériau froid) est vaporisé sur une combinaison couverte de poussière lunaire (matériau plus chaud), les particules de poussière se mettront à perler. Du moins, c’était l’idée.
Pour tester leur approche, les chercheurs ont d’abord enveloppé une poupée d’un matériau utilisé pour fabriquer des combinaisons spatiales. Ils l’ont ensuite arrosé avec de l’azote liquide dans des conditions atmosphériques normales, ainsi qu’au sein d’une chambre à vide qui est similaire aux conditions de l’espace extra-atmosphérique.
D’après l’équipe, la pulvérisation d’azote liquide aurait mieux fonctionné dans la chambre à vide, entraînant des dommages minimes au matériau de la combinaison spatiale. Lors de missions lunaires passées, la brosse spécialement utilisée par les astronautes pour se nettoyer causait souvent des dommages après une seule utilisation. En comparaison, ce spray d’azote liquide n’aurait produit des dommages similaires qu’après 75 utilisations.
Soutenue par une subvention de la NASA, cette approche de nettoyage innovante a remporté le premier prix l’année dernière lors du concours Breakthrough, Innovative and Game-changing (BIG) Idea Challenge de l’agence. Désormais, l’équipe espère approfondir ses travaux dans le but d’obtenir un financement permettant la construction de véritables chambres d’essai.
