La NASA consiste à résoudre des défis, et l'objectif d'avoir une présence prolongée dans l'espace, ou une colonie sur Mars ou 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) concerne la culture de 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 des aliments, le projet vise à comprendre comment les systèmes de culture des aliments peuvent également faire partie des systèmes de survie.
«L'approche utilise des plantes pour nettoyer le dioxyde de carbone, tout en fournissant de la nourriture et de l'oxygène.» - Dr Ray Wheeler
"Nous travaillons avec une équipe de scientifiques, d'ingénieurs et de petites entreprises à l'Université d'Arizona pour développer un système en boucle fermée. L'approche utilise des plantes pour nettoyer le dioxyde de carbone, tout en fournissant de la nourriture et de l'oxygène », a déclaré le Dr Ray Wheeler, scientifique principal à Kennedy Advanced Life Support Research.
Le prototype lui-même est un système gonflable et déployable que les chercheurs appellent un système de survie bio-régénératif. À mesure que les cultures sont cultivées, le système recycle, arrose, recycle les déchets et revitalise l'air.
Le système est hydroponique, donc aucun sol n'est nécessaire. L'eau qui est amenée en mission ou recueillie 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 expirent du dioxyde de carbone, que les plantes absorbent. Grâce à la photosynthèse, les plantes produisent de l'oxygène pour les astronautes.
"Nous imitons ce que les plantes auraient si elles étaient sur Terre et utilisons ces processus pour la survie", 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, dans une petite mesure, les systèmes biologiques qui sont ici sur Terre."
"L'ensemble du système de la serre lunaire représente, dans une petite mesure, les systèmes biologiques qui sont ici sur Terre." - Dr Gene Giacomelli
Un élément clé d'un système comme celui-ci est de savoir ce que les astronautes devront apporter avec eux et quelles ressources ils pourront trouver à destination. Cela inclut le type de plantes et de graines qui seront nécessaires, ainsi que la quantité d'eau qui pourrait être disponible une fois que les astronautes atteindraient leur destination. Des méthodes d'extraction de l'eau sur Mars ou la Lune sont également à l'étude et développées.
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 à cultiver. Les astronautes doivent être protégés des radiations, tout comme les cultures. Ces chambres 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 acheminent la lumière vers la chambre à l'aide de faisceaux de fibres optiques.
Ces systèmes ne sont pas la première expérience de la NASA pour 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 a été 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 transporter 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", a déclaré Wheeler. "Bien qu'il puisse y avoir des moyens de le concevoir en termes d'arrimage et de réapprovisionnement, ce ne serait pas aussi durable. Les serres offrent une approche plus autonome de l'exploration à long terme sur la Lune, Mars et au-delà. »
