Crédit :TPU
Si l'humanité va devenir une espèce épargnée et interplanétaire, l'une des choses les plus importantes sera la capacité des astronautes à répondre à leurs besoins de manière indépendante. Compter sur des expéditions régulières de fournitures depuis la Terre n'est pas seulement inélégant; c'est aussi peu pratique et cher. Pour cette raison, les scientifiques travaillent à créer des technologies qui permettraient aux astronautes de subvenir à leurs propres besoins alimentaires, eau et air respirable.
À cette fin, une équipe de chercheurs de l'université polytechnique de Tomsk, en Russie centrale, ainsi que des scientifiques d'autres universités et instituts de recherche de la région, ont récemment développé un prototype de serre orbitale. Connu sous le nom de module automatique biologique orbital, cet appareil permet aux astronautes de faire pousser et cultiver des plantes dans l'espace, et pourrait se diriger vers la Station spatiale internationale (ISS) dans les années à venir.
Depuis le début de l'ère spatiale, de nombreuses expériences ont démontré que les plantes peuvent être cultivées dans des conditions de microgravité. Cependant, ces études ont été réalisées à l'aide de serres situées dans les compartiments de vie des stations orbitales, et impliquait des limitations importantes en termes de technologie et d'espace.
Pour cette raison, une équipe de recherche de TPU a commencé à travailler à l'échelle et à l'amélioration des technologies nécessaires à la culture d'importantes cultures agricoles. L'équipe du projet comprend des chercheurs supplémentaires de l'Université d'État de Tomsk (TSU), Université d'État des systèmes de contrôle et de radioélectronique de Tomsk (TUSUR), l'Institut de chimie du pétrole et l'Institut de recherche sibérien sur l'agriculture et la tourbe.
Plantes cultivées en serre autonome TPU. Crédit :TPU
Comme Alexeï Yakovlev, directeur de la TPU School of Advanced Manufacturing Technologies, expliqué dans un communiqué de presse de TPU :« Actuellement, nous préparons une application pour l'expérimentation et travaillons sur la conception préliminaire et les solutions techniques. En 2020, nous devons remplir la demande et la soumettre. Puis, un conseil de coordination évaluera sa pertinence et son importance. Il faut généralement un an et demi entre l'application et le début de l'expérimentation, nous prévoyons donc de rejoindre un programme à long terme et de recevoir un financement en 2021. »
Le projet de serre intelligente intégrera les technologies développées à TPU, qui incluent un éclairage intelligent pour accélérer la croissance des plantes, hydroponie spécialisée, arrosage automatique, et des solutions de récolte. Maintenant, TPU construit un nouveau terrain d'essai afin d'augmenter la production de la serre intelligente.
« À Tomsk, nous mènerons des études interdisciplinaires et résoudrons des problèmes appliqués dans le domaine de l'agrobiophotonique, " a déclaré Yakovlev.
Le prototype de serre est conçu pour fournir aux astronautes un régime végétarien continu. Crédit :Université de l'Arizona
À la fin, Yakovlev et ses collègues envisagent un module autonome qui serait capable de fournir de la nourriture aux astronautes et potentiellement même de s'amarrer à l'ISS. Ils ont également indiqué que le module contiendrait une zone de culture de 30 m² (~320 pi²) et qu'il serait de forme cylindrique. Yakolev a indiqué que cela permettrait de faire tourner le module pour simuler différentes conditions de gravité :
"L'indice de gravité sera défini par la vitesse de rotation du module autour de son axe. Nous prévoyons également que le module sera constitué d'un matériau flexible pour un assemblage compact et un déballage orbital automatique."
Ceux-ci incluent les conditions de gravité qui sont présentes sur la lune et Mars, qui subissent l'équivalent d'environ 16,5% et 38% de gravité terrestre (0,1654 g et 0,3794 g), respectivement. Maintenant, on ne sait pas dans quelle mesure les plantes peuvent pousser sur l'un ou l'autre corps et la recherche à cet effet en est encore à ses balbutiements. D'où, les informations fournies par ce module pourraient s'avérer utiles si et quand des plans pour une colonie lunaire et/ou martienne sont réalisés.
Blé nain poussant dans l'habitat végétal avancé. Crédit :NASA
La conception et l'ingénierie qui entrent dans le module tiendront également compte des types de conditions présentes dans l'espace, tels que le rayonnement solaire et cosmique et les températures extrêmes. Au-delà de ça, le module étudiera quels types de cultures poussent bien en orbite. Yakovlev a dit, « Un autre enjeu important est la sélection des cultures agricoles nécessaires et les plus adaptées et leur protection contre les agents pathogènes en microgravité. Nous proposons différents types de laitues, poireaux, basilic et autres cultures à cultiver dans le module."
Trois expériences TPU ont récemment été approuvées pour le transport vers l'ISS et seront mises en œuvre plus tard cette année. Ils comprennent un dispositif capable d'imprimer en 3D des matériaux composites, boîtiers pour un essaim de satellites, et un revêtement nanocomposite multicouche qui sera appliqué sur les hublots de l'ISS pour les protéger des impacts de micrométéoroïdes (Peresvet). Leur mise en œuvre commencera plus tard cette année et en 2021.
