Les astronautes dans l'espace vivent sur transformés, des rations spatiales préemballées telles que des fruits, des noisettes, Chocolat, cocktails de crevettes, beurre d'arachide, poulet, et du bœuf pour n'en nommer que quelques-uns. Ceux-ci ont souvent été stérilisés par chauffage, lyophilisation, ou irradiation pour les faire durer et un défi clé pour l'agence spatiale américaine NASA a été de comprendre comment se développer en toute sécurité, nourriture fraîche à bord.

Dans une nouvelle étude en Frontières en sciences végétales , Dr Christina Khodadad, chercheur au Kennedy Space Center, et les co-auteurs rapportent le succès de la culture d'une salade – la laitue romaine rouge du cultivar « Outredgeous » – à bord de la Station spatiale internationale (ISS). Ils montrent que la laitue cultivée dans l'espace est exempte de microbes pathogènes et peut être consommée sans danger, et est au moins aussi nutritif que les plantes terrestres. Ceci en dépit d'être cultivé sous une gravité plus faible et un rayonnement plus intense que sur Terre.

Outre un changement de régime bienvenu, les produits frais apporteraient aux astronautes un supplément de potassium ainsi que des vitamines K, B1, et C—nutriments moins abondants dans les rations préemballées et qui ont tendance à se dégrader pendant le stockage à long terme. En outre, faire pousser des cultures serait particulièrement utile pour les missions spatiales à longue distance, comme les prochaines missions Artemis-III (prévues pour atterrir des humains sur le pôle Sud lunaire d'ici 2024), le programme SpaceX actuel, et la première mission en équipage de la NASA sur Mars, prévu pour la fin des années 2020.

« La capacité de cultiver des aliments dans un système durable et sans danger pour la consommation des équipages deviendra critique à mesure que la NASA se dirigera vers des missions plus longues. les légumes-feuilles peuvent être cultivés et consommés frais avec peu de ressources, " dit Khodadad.

Entre 2014-2016, la laitue a été cultivée à bord de l'ISS à partir de graines stérilisées en surface au sein des systèmes de production de légumes (surnommés « Veggie »), des chambres de croissance équipées d'un éclairage LED et d'un système d'arrosage, spécialement conçu pour faire pousser des cultures dans l'espace. Les cultures ont poussé sans perturbation à l'intérieur des unités Veggie pendant 33 à 56 jours, jusqu'à ce que les membres de l'équipage aient mangé une partie des feuilles mûres (sans effets néfastes !). Le reste a été surgelé jusqu'à son retour sur Terre pour analyse chimique et biologique.

En tant que contrôle, les scientifiques ont fait pousser des plantes témoins sur Terre dans les mêmes conditions, ce qui était possible parce que la température, gaz carbonique, et les données d'humidité ont été enregistrées à bord de l'ISS, et répliqué dans les laboratoires du Kennedy Space Center avec un délai de 24 à 48 heures.

La laitue cultivée dans l'espace avait une composition similaire aux témoins cultivés sur Terre, sauf que dans certains (mais pas tous) essais, les tissus végétaux cultivés dans l'espace avaient tendance à être plus riches en éléments tels que le potassium, sodium, phosphore, soufre, et du zinc, ainsi que dans les phénoliques, molécules aux antiviraux prouvés, anticancéreux, et activité anti-inflammatoire. Les laitues cultivées dans l'espace et sur Terre avaient également des niveaux similaires d'anthocyanes et d'autres antioxydants, qui peut protéger les cellules contre les dommages par libre, radicaux oxygénés réactifs.

Les chercheurs ont également examiné les communautés microbiennes se développant sur les plantes. Les plantes terrestres typiques abritent un ensemble diversifié de microbes. Il peut s'agir de spécialistes, des invités bénéfiques appelés commensaux (qui ne nuisent ni ne profitent à leur hôte), ou des associés au hasard. Parce que ceux-ci peuvent affecter la santé des plantes et leur aptitude à l'alimentation, les chercheurs ont utilisé la technologie de séquençage de l'ADN de nouvelle génération pour caractériser les communautés de champignons et de bactéries poussant sur la laitue.

Ils ont identifié les 15 genres microbiens les plus abondants sur les feuilles et 20 dans les racines, et a découvert que la diversité et l'identité de ces microbes étaient similaires pour les laitues cultivées dans l'espace et sur Terre. Cette similitude était surprenante, étant donné les conditions uniques de l'ISS :les scientifiques s'attendaient plutôt à ce que celles-ci favorisent le développement de communautés microbiennes distinctes.

Surtout, aucun des genres de bactéries détectés n'est connu pour provoquer une maladie chez l'homme. D'autres tests ont confirmé que les feuilles n'ont jamais porté de bactéries dangereuses connues pour contaminer occasionnellement les cultures, tels que les coliformes E. coli, Salmonelle, et S. aureus, tandis que le nombre de spores de champignons et de moisissures sur eux était également dans la fourchette normale pour des produits propres à la consommation humaine.

Les auteurs concluent que la laitue cultivée dans des unités Veggie spatiales est sûre à manger. Ces résultats encourageants ouvrent la porte à des expériences avec d'autres cultures nutritives et savoureuses à bord de la station spatiale, pour aider à propulser les astronautes plus loin dans l'espace.

« La Station spatiale internationale sert de banc d'essai pour les futures missions de longue durée, et ces types de tests de croissance des cultures aident à élargir la gamme de candidats qui peuvent être cultivés efficacement en microgravité. Les futurs tests étudieront d'autres types de cultures feuillues ainsi que des petits fruits comme le poivron et la tomate, pour aider à fournir des produits frais supplémentaires pour le régime des astronautes, " conclut le co-auteur Dr. Gioia Massa, scientifique du projet au Kennedy Space Center.