Flottant à 250 milles au-dessus de la Terre, les astronautes à bord de la Station spatiale internationale (ISS) transforment l'habitat en orbite en un laboratoire vivant. Dans un environnement sans gravité, sans sol ni lumière directe du soleil, ils cultivent de tout, de la laitue aux piments, dans des chambres climatisées. Il ne s'agit pas d'une expérience fantaisiste :c'est la pierre angulaire du futur voyage spatial durable.
Pourquoi poursuivre une agriculture de type terrestre en orbite ? Un système alimentaire fiable et autonome réduirait les missions de réapprovisionnement coûteuses et fournirait des nutriments frais et un confort psychologique aux équipages. Les plantes génèrent également de l'oxygène, recyclent les déchets et récupèrent l'eau, fonctions essentielles au maintien de la vie dans un habitat fermé.
L’étude de la croissance des plantes dans l’espace élargit notre compréhension de la biologie dans des conditions extrêmes, offrant des informations susceptibles d’améliorer l’agriculture sur Terre, en particulier dans les régions sujettes à la sécheresse ou pauvres en nutriments. Pour des missions de longue durée sur Mars ou sur une base lunaire, ces expériences pourraient permettre de produire des aliments sains et savoureux sans dépendre des approvisionnements terrestres, faisant ainsi passer l'humanité du statut de visiteur à celui de colons.
Sur Terre, faire pousser une plante est simple :graines, terre, eau et lumière du soleil. Dans l’espace, chacun de ces éléments devient un défi sophistiqué. La gravité est presque absente, donc l’eau se comporte comme des gouttelettes flottantes qui s’accrochent aux surfaces. Un arrosage excessif ou un sous-arrosage peut rapidement mettre en péril une récolte. Pour contrer cela, les astronautes utilisent des systèmes hydroponiques et des « coussins végétaux » – des substrats semblables à de l'argile qui retiennent l'humidité et les nutriments tout en ancrant les racines.
La lumière est une autre variable critique. L’ISS connaît un cycle de lever et coucher de soleil 16 fois par jour, sans lumière directe du soleil. Les réseaux de LED personnalisés fournissent les longueurs d'onde bleues et rouges spécifiques dont les plantes ont besoin pour la photosynthèse, transformant les chambres de croissance en une subtile lueur magenta. Le système de production de légumes de l'ISS, affectueusement appelé Veggie, et l'Advanced Plant Habitat (APH), un système entièrement automatisé en boucle fermée, permettent aux chercheurs de surveiller des dizaines de capteurs et de caméras en temps réel depuis la Terre.
Des recherches supplémentaires ont lieu dans l'installation de recherche biologique en cartouches (BRIC), où les astronautes étudient les micro-organismes, les levures, les algues et les mousses en microgravité. Les mises à niveau récentes incluent des LED pour observer l'activité photosynthétique de ces organismes.
Au-delà de la nouveauté de la laitue spatiale, les produits frais enrichissent l’alimentation des astronautes en vitamines et minéraux essentiels et offrent une activité thérapeutique pratique qui améliore le moral et la santé mentale lors de longues missions. L'ISS a des restrictions alimentaires strictes; l'augmentation de la variété des aliments disponibles peut améliorer considérablement la qualité de vie de l'équipage.
Sur Terre, les enseignements tirés de l’agriculture en microgravité en boucle fermée sont déjà appliqués pour développer des systèmes agricoles résilients face aux environnements difficiles, luttant ainsi contre l’insécurité alimentaire dans un contexte de changement climatique. Les partenaires de la NASA – l'ESA, la JAXA et d'autres – investissent également dans des technologies avancées de croissance végétale pour soutenir les missions au-delà de l'orbite terrestre basse.
En fin de compte, la maîtrise de la culture des plantes dans l'espace sera la clé du maintien de la vie humaine sur la Lune, sur Mars et au-delà, transformant l'exploration future d'une série de visites en une présence durable.