Cellules de Chlorella vulgaris au microscope. Ces microalgues ont diverses utilisations sur Terre et pourraient faire partie de systèmes de survie lors de futurs voyages spatiaux. Crédit :Institut des systèmes spatiaux - Université de Stuttgart, Allemagne
Les astronautes des futures missions de vol spatial de longue durée vers la Lune et Mars pourraient compter sur les microalgues pour fournir des produits essentiels, notamment de la nourriture, eau et oxygène. Une nouvelle enquête à bord de la Station spatiale internationale teste l'utilisation de la microalgue Chlorella vulgaris comme composant biologique d'un système hybride de support de vie (LSS).
À mesure que les humains voyagent plus loin de la Terre et pendant de plus longues périodes, apporter des provisions suffisantes de nourriture, l'eau et l'oxygène devient un défi. Emballer des aliments nutritifs et peut-être même savoureux peut s'avérer encore plus difficile.
Systèmes de survie actuels, comme le Life Support Rack (LSR), utiliser des processus physico-chimiques et des réactions chimiques pour générer de l'oxygène et de l'eau et éliminer le dioxyde de carbone de la station spatiale.
L'enquête sur le photobioréacteur (PBR) démontre la création d'un LSS hybride en ajoutant les processus biologiques d'une microalgue, qui a une efficacité photosynthétique jusqu'à dix fois supérieure à celle des plantes plus complexes. Ces minuscules plantes pourraient prélever du dioxyde de carbone concentré extrait de l'atmosphère de la cabine et utiliser la photosynthèse pour produire de l'oxygène et peut-être même de la nourriture pour les astronautes, selon Norbert Henn, co-chercheur et consultant à l'Institut des systèmes spatiaux de l'Université de Stuttgart.
L'Institute of Space Systems a commencé des recherches sur les microalgues pour les applications spatiales en 2008 et a commencé à travailler sur le photobioréacteur en 2014, avec le Centre aérospatial allemand (DLR) et Airbus.
« L'utilisation de systèmes biologiques en général gagne en importance pour les missions à mesure que la durée et la distance de la Terre augmentent. Pour réduire davantage la dépendance au réapprovisionnement de la Terre, autant de ressources que possible doivent être recyclées à bord, ", a déclaré la co-chercheuse Gisela Detrell.
La chambre du photobioréacteur est utilisée pour cultiver des microalgues à bord de la Station spatiale internationale dans le cadre d'une démonstration de création de systèmes hybrides de support de vie qui utilisent à la fois des processus biologiques et physico-chimiques. Crédit :Institut des systèmes spatiaux - Université de Stuttgart, Allemagne
Les astronautes activent le matériel du système à bord de la station spatiale et laissent les microalgues se développer pendant 180 jours. Ce laps de temps permet aux chercheurs d'évaluer la stabilité et les performances à long terme du photobioréacteur dans l'espace, ainsi que le comportement de croissance de la microalgue et sa capacité à recycler le dioxyde de carbone et à libérer de l'oxygène, selon le co-investigateur Jochen Keppler. Les enquêteurs prévoient d'analyser des échantillons de retour sur Terre pour déterminer les effets de la microgravité et du rayonnement spatial sur les cellules de microalgues.
"Ce sont les premières données d'un vol éprouvé, fonctionnement à long terme d'un composant biologique LSS, " a déclaré Keppler. La résilience des algues aux conditions spatiales a été largement démontrée dans la culture cellulaire à petite échelle, mais ce sera la première enquête à le cultiver dans un PBR dans l'espace.
Chlorelle, l'une des algues les plus étudiées et les plus caractérisées au monde, est utilisé dans les biocarburants, l'alimentation animale, pisciculture, nutrition humaine, traitement des eaux usées et bio-engrais en agriculture.
« La biomasse de chlorelle est un complément alimentaire courant et peut contribuer à une alimentation équilibrée grâce à sa teneur élevée en protéines, acides gras insaturés, et diverses vitamines, dont B12, " a déclaré le co-chercheur et biotechnologue Harald Helisch à l'Institut des systèmes spatiaux. Quant au goût, il ajoute, "si vous aimez les sushis, vous allez l'adorer."
L'objectif à long terme est de faciliter les missions spatiales plus longues en réduisant la masse totale du système et la dépendance au réapprovisionnement, a déclaré le co-chercheur Johannes Martin. « Pour y parvenir, les futurs domaines d'intérêt comprennent la transformation en aval des algues en aliments comestibles et l'extension du système pour fournir de l'oxygène à un astronaute. Nous travaillerons également sur les interconnexions avec d'autres sous-systèmes du LSS, comme le système de traitement des eaux usées, et le transfert et l'adaptation de la technologie à un système basé sur la gravité tel qu'une base lunaire."
Les astronautes devront peut-être encore emballer leur propre wasabi.
