Agriculture spatiale :la dernière frontière

L'année dernière, un astronaute nommé Don Pettit a commencé un projet d'écriture inhabituel sur le site Web de la NASA. Intitulé "Journal d'une courgette de l'espace, ” le blog a pris la perspective d'une véritable usine de courgettes sur la Station spatiale internationale (ISS). Les entrées étaient perspicaces et étranges, poignant et poétique.

« J'ai germé, jeté dans ce monde sans que personne ne me consulte, ” a écrit Pettit dans le blog aujourd'hui disparu. « Je suis utilitaire, matière végétative copieuse qui peut prospérer dans des conditions difficiles. Je suis la courgette – et je suis dans l'espace.

Une utilisation peu orthodoxe de nos impôts, mais avant de ricaner, Considérez ceci :cette petite plante pourrait être la clé de notre avenir. Si - comme certains scientifiques apocalyptiques le prédisent - nous épuisons finalement l'habitabilité de la Terre, l'agriculture spatiale s'avérera vitale pour la survie de notre espèce. Autour du monde, les gouvernements et les entreprises privées font des recherches sur la façon dont nous allons faire pousser de la nourriture dans les stations spatiales, dans les vaisseaux spatiaux, même sur Mars. La Mars Society teste une serre dans un coin reculé de l'Utah, des chercheurs de l'Université de Gelph en Ontario étudient des cultures à long terme comme le soja et l'orge et les scientifiques de l'Université Purdue organisent la conception de jardins verticaux en fonction des conditions d'espace. Peut-être le plus important, bien que, plus tard cette année, la NASA produira pour la première fois sa propre nourriture en orbite.

Et si l'agriculture spatiale semble encore être une chimère, les courgettes ont également servi un objectif plus tangible. Cela a gardé Pettit et ses coéquipiers sains d'esprit.

Vous pouvez le manger, Trop

Cultiver de la nourriture dans l'espace aide à résoudre l'un des plus gros problèmes des voyages dans l'espace :le prix de la nourriture. Cela coûte environ 10 $, 000 la livre pour envoyer de la nourriture à l'ISS, selon Howard Levine, scientifique de projet pour la Station spatiale internationale et la Direction du traitement des engins spatiaux de la NASA. Il y a une prime sur les aliments densément caloriques avec une longue durée de conservation. Les navettes d'approvisionnement transportent des produits frais si limités que Gioia Massa, un stagiaire postdoctoral à la NASA, dit que les astronautes le dévorent presque immédiatement.

Levine et Massa font partie de l'équipe qui développe le programme Système de Production Végétale (VEGGIE), devrait frapper l'ISS plus tard cette année. Ce décembre, La NASA prévoit de lancer un ensemble de coussins en Kevlar, rempli d'un matériau proche de la litière pour chat, fonctionnant comme planteurs pour six plants de laitue romaine. La laitue aux teintes bordeaux (la NASA privilégie la souche "Outredgeous") sera cultivée sous des lumières LED rose vif, prêt à être récolté après seulement 28 jours.

La NASA teste depuis longtemps la croissance des plantes dans l'espace, mais les objectifs ont été largement académiques. Les expériences ont consisté à déterminer les effets de l'apesanteur sur la croissance des plantes, tester des germes à croissance rapide sur des missions de navette et évaluer la viabilité de différents types de lumière artificielle. Mais VEGGIE est la première tentative de la NASA de cultiver des produits qui pourraient réellement soutenir les voyageurs spatiaux.

La laitue spatiale de la NASA
être rigoureusement évalué. Nicole Dufour (à gauche) et Gioia Massa de la NASA effectuent des tests de pré-lancement
sur des pousses de laitue, sous LED élèvent des lumières. La microbiologiste Mary Hummerick effectue des tests sur la laitue. Un ensemble de
testez les pousses poussant dans des oreillers. À l'intérieur du laboratoire d'essais du programme principal du système de production de légumes au Kennedy Space Center.

Naturellement, le rêve est de créer un système de croissance régénératrice, afin que la nourriture puisse être cultivée en continu sur la station spatiale - ou, potentiellement, sur les colonies lunaires ou sur Mars. La laitue Outreedgeous est prévue comme légume de première phase, croissance rapide et riche en antioxydants (un antidote potentiel au rayonnement cosmique). Les légumes plus tardifs peuvent inclure des radis, pois mange-tout et une souche spéciale de tomate, conçu pour prendre un minimum de place.

La taille de la plante est un calcul essentiel pour déterminer ce qu'il faut faire pousser sur la station spatiale, où chaque pied carré est soigneusement alloué. Le moment de la récolte est également d'une extrême importance; le programme veut maximiser les cycles de croissance au cours du séjour (en moyenne) de six mois de chaque équipage.

4 autres missions de nourriture sur Mars

1. 1La Mars Desert Research Station Le MDRS est un programme de la Mars Society, un groupe mixte de scientifiques et de passionnés de l'espace. Dans le territoire éloigné près de Hanksville, Utah, les chercheurs ont tenté de simuler les conditions sur Mars, y compris une serre pour cultiver leur propre nourriture. La science de la culture est encore rudimentaire chez MDRS; l'objectif est d'évaluer les effets sur le bien-être général des participants.
2. 2Université de Guelph Contrairement à VEGGIE, ce programme canadien étudie sérieusement les cultures à long terme comme le soja et l'orge.
3. 3Purdue University Dr. Cary Mitchell de Purdue pense que l'agriculture dans l'espace est une question de verticalité, semblable aux défenseurs de l'agriculture urbaine ici sur Terre. Mitchell, un grand partisan des LED, travaille depuis des années sur des initiatives d'agriculture verticale qui peuvent être réutilisées pour la vie dans l'espace.
4. 4Pôle Sud Utilisation de serres intérieures, Le Dr Gene Giacomelli a dirigé des recherches sur l'Antarctique, destiné à reproduire les conditions dans l'espace. Parrainé par la National Science Foundation, ce test évalue les avantages psychologiques pour les résidents du pôle Sud, en pensant que les conditions spatiales sont également isolantes.

Les légumes-feuilles sont idéaux, prêts à être consommés dès qu'ils sont arrachés du sol. Pommes de terre ou patates douces, pas très bon cru, tomber dans ce que Massa appelle le «niveau à mi-parcours» – les plantes que la NASA pourrait tester plus tard. Les cultures les plus farfelues seraient le blé et le riz, prend plus de temps à se développer et nécessite un équipement de fraisage encombrant. Clairement, les plantes qui ont besoin d'être transformées sont des candidats moins attrayants pour les voyages spatiaux.

Levine dit que la NASA a testé des souches de blé nain à croissance rapide lors de missions spatiales antérieures. Mais cultiver ce genre de culture à grande échelle, avec l'intention de fournir une subsistance à long terme, est encore loin. "À ce point, le coût d'équilibre est beaucoup trop élevé pour une agriculture biorégénérative sérieuse, ", dit Levine. « Six têtes de laitue complètent bien l'alimentation de l'équipage, mais ne va pas les nourrir à long terme.

Un jardin pour le major Tom

Mais les plantes ne sont pas seulement destinées à la consommation :elles agissent comme une forme de subsistance émotionnelle appelée thérapie horticole. Il est basé sur l'idée simple que le soin des plantes est un baume pour la psyché humaine. Selon la Horticultural Society de New York, qui pratique cette thérapie avec les détenus de Rikers Island depuis 1989, la liste des gains est longue :« réduction du stress, amélioration de l'humeur, soulagement de la dépression, croissance sociale, réadaptation physique et mentale » et le bien-être général.

Naturellement, ces avantages sont très prisés dans l'espace, où même les astronautes les plus robustes peuvent être poussés à leurs limites. « Cela peut être assez dur là-bas, confiné dans une petite boîte en métal, " dit Levine. « Prendre soin d'une plante au quotidien procure un soulagement psychologique vital, donner aux astronautes un petit souvenir de la Terre.

Au cours de ce séjour de six mois, Pettit a présenté les courgettes de l'espace avec «deux nouveaux coéquipiers» – des plants de brocoli et de tournesol – en tant que projet personnel. Il n'avait pas d'équipement sophistiqué, et seulement un peu de terre.

Il a donné du soleil aux plantes en les faisant circuler entre les fenêtres de la station spatiale, et les a fait pousser dans un sac en plastique, leur donner un liquide fait de restes de nourriture compostés. L'équipage n'a jamais essayé de manger les plantes; Pettit plaisante en disant que cela aurait ressemblé à du cannibalisme.

« Nous les considérions comme des membres d'équipage, " il dit. "C'était délicieux d'avoir ces plantes autour, sentir les petits poils d'une feuille vous chatouiller le nez, voir ce tournesol en pleine floraison. Cela a changé toute notre expérience.

Massa pense que VEGGIE pourrait promettre des gains psychiques similaires aux astronautes de la station spatiale. Pour une chose, il y a la touche de couleur fournie par les plantes sanguines, relief chromatique dans une mer de blancs et de beiges. La deuxième phase du programme comprendra la floraison des zinnias, pour encore plus de dynamisme visuel.

Sans parler de, prendre soin des plantes peut évoquer des souvenirs associatifs inconnaissables. Une récolte d'enfance, peut-être, ou une promenade estivale oubliée dans le jardin. « Ce sont les immatériels, " dit Massa. « L'astronaute s'occupera-t-il de chaque plante comme un animal de compagnie ? Va-t-il trébucher sur un souvenir oublié ?

Attendre est la partie la plus difficile

Le premier lot de laitue prête pour l'espace est une sorte de taquinerie pour l'équipage de la NASA - une fois récolté, il sera congelé et stocké pour être testé sur Terre. Personne n'est autorisé à manger quoi que ce soit avant que les plantes ne soient soigneusement vérifiées pour les microbes cosmiques.

Où est le bœuf dans l'espace ?

• En 1982, le catalogue Kids' Whole Future a fait des spéculations étonnamment précises sur l'avenir de l'agriculture spatiale. En plus de cultiver des plantes en hydroponie et de composter les déchets, le livre suggérait que les astronautes pourraient bientôt élever des lapins de l'espace comme source de viande. Farfelu? Peut être pas. Des chercheurs du monde entier ont passé des années à étudier les protéines les plus viables pour les missions spatiales. En choisissant le bon animal, les plus grandes préoccupations sont la taille et la création de déchets ; naturellement, des scientifiques du Japon et du Mexique ont étudié les insectes spatiaux comestibles. Toujours au Japon, des expériences sur des systèmes de survie en boucle fermée ont récemment été réalisées sur de petites chèvres. Ni les insectes ni les chèvres n'ont encore été lancés dans l'espace, mais les équipages russes ont effectué des expériences approfondies sur une source de nourriture potentielle :la caille japonaise. Les équipages ont envoyé des œufs de caille pour étude depuis 1979, avec les premiers éclos en 1990. Depuis lors, Les cosmonautes russes ont élevé des bébés cailles dès la naissance, les nourrir à la main et étudier leurs capacités d'adaptation. Le mauvais côté? « Les cosmonautes se sont attachés et ont eu du mal à les tuer, » selon le Dr Gioia Massa de la NASA.

Ces germes spatiaux sont souvent assez bénins, semblable aux bactéries naturelles qui s'accumulent dans toute banque de racines humides. Les équipages russes sont autorisés à consommer des légumes cultivés de leur côté de la station spatiale, mais les normes microbiennes sont strictes et inébranlables sur les missions spatiales américaines. Massa dit que les chirurgiens de la NASA ont fixé ces niveaux en fonction simplement de la quantité, sans égard pour les « bons » ou les « mauvais » germes. Une fois la première récolte de laitue testée, elle espère une réévaluation des standards microbiens, avec des dérogations spécifiques pour l'agriculture.

Mais une fois cet obstacle franchi, Massa a de grands espoirs pour le programme. Son équipe teste le système dans les laboratoires de la NASA depuis 2011, résoudre les bogues et évaluer la technologie. Les chambres de croissance elles-mêmes, créé par la société du Wisconsin Orbital Technologies Corporation (ORBITEC), sont légers et faciles à ranger, avec des systèmes d'arrosage et d'éclairage relativement simples. Chaque unité nécessite peu d'espace, mais pourrait facilement être reproduit à grande échelle. Et contrairement à son maladroit, prédécesseurs énergivores, l'ensemble de l'installation nécessite à peu près autant d'énergie qu'un ordinateur de bureau. "C'est vraiment un petit système ingénieux, " elle dit.

Alors que les voyages dans l'espace deviennent de plus en plus un partenariat public-privé, La NASA n'est pas la seule à tester des programmes alimentaires. « Nous ne pouvons pas nous permettre de continuer à expédier de l'eau, oxygène et dîner Kraft sur la lune indéfiniment, " dit Mike Dixon, l'un des principaux chercheurs sur la culture de votre propre espace alimentaire. Dixon est professeur à l'Université de Guelph en Ontario, et son programme examine la viabilité des cultures à long terme, comme le soja. D'autres efforts se concentrent sur la conception de l'agriculture verticale ; certains chercheurs reproduisent des conditions semblables à celles de Mars sur Terre, comme le pôle Sud.

Pour Massa, c'est la réalisation d'un rêve vieux de plusieurs décennies. Adolescent en Floride, elle était à la fois membre de sa section locale Future Farmers of America et – comme de nombreux enfants des années 80 – une superfan de l'espace. Son cheminement de carrière a été façonné très tôt par un de ses professeurs qui a suivi un programme éducatif de la NASA appelé « Energize the Green Machine, » spéculer sur l'avenir de l'agriculture spatiale.

Maintenant, après avoir consacré une vie à arriver ici, Massa est sur le point de lancer l'agriculture spatiale.

Elle réfléchit aux implications. « Est-ce que je pense que cela pourrait détenir les clés de notre avenir ? » elle demande, puis s'arrête. "Oui, Je suppose que oui.

Journal d'une courgette de l'espace

Don Pettit's Space Zucchini avait deux amis dans l'espace, Brocoli et Tournesol. Ils adoraient papoter. Comme vous pouvez constater, la relation de l'astronaute avec son jardin naissant était assez intime. Du blog:

26 mars :j'ai de nouvelles feuilles ! Je ne suis plus nu au cosmos. Ils ne sont pas aussi gros qu'avant mais ils sont tout aussi verts. Le brocoli et le tournesol ont également des feuilles et sont éclatants. Nous avons tous des racines heureuses. C'est difficile (sic) à expliquer à un non-plante, mais je me sens très courgette maintenant.

6 juin : Hier soir, nous avons observé un petit point noir sur le Soleil… Gardener et ses coéquipiers ont observé le petit point noir traverser le Soleil à travers un filtre spécial. Tournesol, Brocoli, et je peux regarder directement le soleil sans filtre. Nous souriions tous.

9 juin : Bonne nouvelle; J'ai un petit frère germé ! Le jardinier vient de me montrer bébé Zuc. Il est fort et en bonne santé et prêt à passer du germoir à son propre sac aéroponique. Alors que le brocoli et le tournesol sont d'excellents compagnons, il n'y a rien de tel que d'avoir une conversation de courgettes à courgettes.

17 juin : " L'excitation est dans l'air. Gardener a dit que nous reviendrons bientôt sur Terre. Notre partie de la mission est presque terminée et le nouvel équipage prendra le relais pour nous. Je suis un peu inquiet pour le brocoli, Tournesol, et moi. Si le jardinier s'en va, qui s'occupera de nous ? Et le petit Zuc ? Il est maintenant une grosse pousse et prêt à se développer tout seul.