Le prototype de serre est conçu pour fournir aux astronautes un régime végétarien continu. Crédit :Université de l'Arizona
La NASA consiste à résoudre des défis, et l'objectif d'avoir une présence prolongée dans l'espace, ou une colonie sur Mars ou dans un autre monde, est plein de défis, y compris la nécessité de cultiver de la nourriture. Les scientifiques de Kennedy Advanced Life Support Research travaillent sur le projet Prototype Lunar/Mars Greenhouse pour tenter de relever ce défi.
Le Prototype Lunar/Mars Greenhouse Project (PLMGP) consiste à cultiver des légumes pour les astronautes lors de séjours prolongés sur la lune, sur Mars, ou partout où ils ne peuvent pas être réapprovisionnés depuis la Terre. Au-delà de la culture de la nourriture, le projet vise à comprendre comment les systèmes de culture vivrière peuvent également faire partie des systèmes de survie.
Nous travaillons avec une équipe de scientifiques, ingénieurs et petites entreprises de l'Université de l'Arizona pour développer un système en boucle fermée. L'approche utilise des plantes pour épurer le dioxyde de carbone, tout en fournissant de la nourriture et de l'oxygène, " a déclaré le Dr Ray Wheeler, scientifique principal de Kennedy Advanced Life Support Research.
Le prototype lui-même est un gonflable, système déployable que les chercheurs appellent un système de survie biorégénérative. Au fur et à mesure que les cultures sont cultivées, le système se recycle, l'eau, recycle les déchets, et revitalise l'air.
Le système est hydroponique, donc aucun sol n'est nécessaire. L'eau amenée en mission ou collectée in situ - sur la Lune ou sur Mars par exemple - est enrichie en sels nutritifs, et s'écoule en continu à travers les systèmes racinaires des plantes. L'air dans le système est également recyclé. Les astronautes exhalent du dioxyde de carbone, que les plantes absorbent. Grâce à la photosynthèse, les plantes produisent de l'oxygène pour les astronautes.
Ce tube de 18 pieds de long est un prototype d'un système de survie biorégénérative. Le système fait pousser des cultures, mais régénère également l'eau et l'air. C'est au Controlled Environment Agriculture Center de l'Université de l'Arizona. Crédit :Université de l'Arizona
"Nous imitons ce que les plantes auraient si elles étaient sur Terre et utilisons ces processus pour soutenir la vie, " a déclaré le Dr Gene Giacomelli, directeur du Controlled Environment Agriculture Center de l'Université de l'Arizona. "L'ensemble du système de la serre lunaire représente, d'une petite manière, les systèmes biologiques qui sont ici sur Terre."
Un élément clé d'un système comme celui-ci est de savoir ce que les astronautes devront apporter avec eux, et quelles ressources ils peuvent trouver à leur destination. Cela inclut le type de plantes et de graines nécessaires, ainsi que la quantité d'eau qui pourrait être disponible une fois que les astronautes ont atteint leur destination. Des méthodes d'extraction d'eau sur Mars ou sur la Lune sont également en cours de recherche et de développement.
Même si l'eau nécessaire peut être trouvée in situ sur Mars et la Lune, cela ne signifie guère que ce sont des endroits faciles pour cultiver de la nourriture. Les astronautes doivent être protégés des radiations, et les récoltes aussi. Ces chambres à effet de serre devraient être enterrées sous terre, ce qui signifie que des systèmes d'éclairage spécialisés sont également nécessaires.
« Nous avons réussi à utiliser un éclairage électrique à LED (diode électroluminescente) pour faire pousser des plantes, " a déclaré le Dr Wheeler. " Nous avons également testé des hybrides utilisant à la fois un éclairage naturel et artificiel. " La lumière solaire pourrait être capturée avec des concentrateurs de lumière qui suivent le soleil, puis transmettent la lumière à la chambre à l'aide de faisceaux de fibres optiques.
L'astronaute de la NASA Shane Kimbrough récolte de la laitue de "VEGGIE" sur la Station spatiale internationale. Crédit :NASA
Ces systèmes ne sont pas la première expérience de la NASA à faire pousser des cultures dans l'espace. Les expériences à bord de la Station spatiale internationale (ISS) ont constitué une partie importante de la recherche sur la production végétale dans des environnements non terrestres. Le Veggie Plant Growth System était la première tentative de la NASA, et les astronautes ont réussi à récolter la laitue de ce système.
La Terre a des systèmes bien établis pour soutenir la vie, et ce projet consiste à emmener une partie de cela vers des destinations lointaines dans l'espace.
"Je pense qu'il est intéressant de considérer que nous emmenons nos compagnons terrestres avec nous, " Wheeler a déclaré. " Bien qu'il puisse y avoir des moyens de contourner cela en termes d'arrimage et de réapprovisionnement, ce ne serait pas aussi durable. Les serres permettent une approche plus autonome de l'exploration à long terme sur la Lune, Mars et au-delà."
