Propreté spatiale : comment recycler les déchets sur la Lune ?

La Nasa se prépare à des séjours de longue durée sur la Lune. Elle lance un appel à projets afin de trouver des solutions innovantes pour la gestion des déchets.

Avec le programme Artemis, la Nasa et ses partenaires envisagent une présence permanente et durable sur la Lune. Cela passera, d’une part, par la station orbitale Gateway et, d’autre part, par l’installation d’une base à la surface, dans la région du pôle Sud.

Parmi les innombrables défis technologiques, celui de la gestion des déchets que vont générer les équipes d’astronautes qui vont se succéder n’est pas des moindres. Pour s’attaquer à cette problématique, la Nasa lance le LunaRecycle Challenge.

Réduire au maximum l’empreinte humaine sur la Lune

Il s’agit d’un appel à projets dont l’objectif vise à promouvoir la conception et le développement de solutions de recyclage innovantes pour les missions lunaires à long terme.

Les projets devront proposer des moyens d'améliorer l'efficacité énergétique et hydrique, de diminuer les déchets inutilisables et les émissions toxiques. Il s’agit de réduire au maximum l’empreinte humaine sur la Lune.

« Alors que la Nasa se prépare à de futures missions humaines dans l'espace, il sera nécessaire d'examiner comment les différents flux de déchets, y compris les déchets solides, peuvent être minimisés et comment ils peuvent être stockés, traités et recyclés dans un environnement spatial afin que peu ou pas de déchets ne doivent être renvoyés sur Terre », explique la Nasa.

Jumeaux numériques et IA

Le LunaRecycle Challenge comporte deux volets : la construction de prototypes et de jumeaux numériques. Les jumeaux numériques devront imiter un système physique. L’intérêt de cette approche virtuelle est qu’elle permet de nombreuses itérations sans avoir à construire systématiquement un prototype matériel. C’est un gain de temps et d’argent. Les candidats devront aussi prévoir la fabrication d'un ou plusieurs produits finis. Le recours à l’intelligence artificielle est encouragé pour pousser l’innovation au maximum.

Pour guider ces travaux, la Nasa a élaboré un scénario de mission avec des détails techniques à prendre en compte. Il décrit un équipage de huit astronautes qui vont séjourner à la surface lunaire durant 365 jours et accumuler différents types de déchets solides : tissus, emballages alimentaires, éléments structurels et d'autres articles divers.

Minimiser la consommation d’eau et utiliser les ressources in situ

Les participants au LunaRecycle Challenge doivent choisir une ou plusieurs catégories de déchets à traiter. Certains des systèmes de recyclage devront être utilisables à l'extérieur, d’autres à l'intérieur d'un habitat pressurisé.

Les installations extérieures devront résister aux températures extrêmes, à la poussière lunaire très abrasive et électrostatique, à la faible gravité et la pression atmosphérique nulle. Quant aux systèmes de recyclage intérieurs, ils devront respecter les contraintes de volume et de pression atmosphérique.

Pour compliquer encore un peu plus le défi, les solutions devront s’adapter aux ressources disponibles en quantité limitée. Ainsi, il faudra minimiser la consommation d’eau et éventuellement exploiter des ressources in situ comme le régolithe lunaire.

Des innovations qui pourraient bénéficier au recyclage des déchets sur Terre

Dernière exigence, dans l’idéal, il faudrait que les matériaux recyclés puissent servir à fabriquer des produits utiles aux astronautes : des ustensiles, des serviettes, des conteneurs de stockage, des outils…

La Nasa souhaite que les solutions qui seront retenues puissent faire progresser le recyclage sur notre planète, inspirer de nouvelles façons de penser au cycle de vie des produits et promouvoir une économie circulaire.