Comment les plantes poussent-elles dans l'espace?

En flottant à 250 miles au-dessus de la Terre, les astronautes à bord de la Station spatiale internationale ne se font pas en orbite, ils jardinent. Dans un endroit sans haut ou vers le bas, pas de sol sous leurs pieds, et le vide de l'espace appuyant de tous les côtés, ces chercheurs et scientifiques intrépides poussent tout, de la laitue aux piments dans les chambres brillantes et contrôlées par le climat. Une fois un rêve réservé à la science-fiction, le jardinage spatial est maintenant très réel et étonnamment fructueux. Mais la grande question sous toute cette séance de plante futuriste est une question apparemment simple – pourquoi?

Pourquoi prendre la peine d'essayer de faire en sorte qu'une activité liée à la terre soit enracinée en orbite et au-delà? C'est plus qu'une simple expérience originale; Le déverrouillage de la production alimentaire durable dans cet environnement permettrait aux astronautes de réduire leur dépendance à l'égard des expéditions de terre coûteuses et de leur fournir une augmentation alimentaire et psychologique indispensable. Au-delà de cela, les plantes sont d'excellents multitâches. Ils produisent de l'oxygène (peut-être la substance la plus vitale d'une station spatiale) et recyclent les déchets et l'eau.

Les plantes croissantes dans l'espace nous permettent également d'en savoir plus sur les plantes elles-mêmes et comment ils s'adaptent à l'environnement roman et extrême de l'espace. Les connaissances acquises pourraient nous aider à cultiver des plantes sur Terre dans des environnements similaires extrêmes, une compétence particulièrement précieuse à l'ère moderne du changement climatique. Alors que l'humanité atteint de plus en plus loin dans le système solaire, ces plantes pourraient nous aider à permettre des voyages dans l'espace de longue durée, soutenant la santé des astronautes et alimenter potentiellement les missions autosuffisantes à Mars et au-delà. Et en étudiant comment les plantes s'adaptent à la vie dans l'espace, les recherches d'aujourd'hui peuvent également éclairer les efforts de demain pour terraformer d'autres planètes, un rêve de science-fiction s'il y en avait un. Ici, nous examinons le processus de croissance des plantes dans l'espace et explorons pourquoi c'est plus difficile que de simplement planter une graine dans un pot.

La culture des plantes sur Terre est une question de graines, de sol, d'eau et de soleil. Mais dans l'espace, chacun de ces éléments devient un défi complexe. Premièrement, il n'y a presque pas de gravité, ce qui signifie que l'eau ne « s'écoule » de la façon dont nous sommes habitués (bien que, si vous pensiez que les astronautes ne connaissent aucune gravité, vous vous trompez). Au lieu de cela, l'eau forme des globules flottants qui s'accrochent aux surfaces, ce qui fait de l'envergure ou sous-marin une réelle préoccupation. Pour gérer cela, les astronautes utilisent des systèmes hydroponiques ou des «oreillers végétaux» remplis d'un substrat en forme d'argile qui maintient l'humidité et les nutriments en place tout en gardant les racines ancrées.

L'éclairage doit également être réingéré. Les plantes ont évolué sur Terre sous la lumière naturelle du soleil et un seul cycle de nuit 24 heures sur 24. Sur la Station spatiale internationale, ces mêmes plantes sont exposées à un cycle de soleil au lever du soleil 16 fois en 24 heures, tout en étant largement hors de portée de tous les rayons solaires. En tant que tels, les chercheurs utilisent des réseaux LED personnalisés qui émettent des longueurs d'onde spécifiques de lumière. Les plantes ont tendance à refléter la lumière verte et à absorber les longueurs d'onde bleues et rouges, ce qui entraîne leurs chambres en croissance dégageant d'une teinte violette magenta. Les astronautes à bord de la Station spatiale internationale utilisent le système de production de légumes bien nommé, affectueusement connu sous le nom de Veggie, pour expérimenter la croissance des légumes dans l'espace.

Une autre chambre que les chercheurs de l'ISS utilisent est l'habitat avancé des plantes (APH). APH est un système fermé et est bien plus automatisé que les légumes. Cent quatre-vingts capteurs et caméras alimentent les informations à une équipe basée sur la Terre qui surveille leur croissance, leur niveau d'humidité et leur température. Ensuite, il y a la recherche biologique dans les installations de canistères (BRIC), que les astronautes utilisent pour étudier comment l'environnement de l'espace affecte les micro-organismes, comme la levure. Les LED ont récemment été ajoutées à cette installation pour aider à étudier comment les algues et les mousses produisent leur propre nourriture dans l'espace.

Les avantages de la culture des plantes dans l'espace s'étendent bien au-delà de profiter de la laitue cultivée dans l'espace. Pour les astronautes, il s'agit de l'intersection de la survie, de la santé mentale et de l'autonomie. Les systèmes de produits frais complétent leurs régimes emballés avec des vitamines et des minéraux essentiels, et la prise en charge des plantes fournit un soutien psychologique crucial. Il existe une liste d'aliments que les astronautes sont interdits de manger sur l'ISS, et c'est assez restrictif, donc l'ouverture de cette liste un peu apporterait des améliorations de qualité de vie importantes. Cela aiderait également les astronautes à faire face à la vie pendant de longues périodes dans l'environnement isolé d'une capsule spatiale (qui est l'un des détails que la plupart des gens ne connaissent pas sur la vie sur l'ISS). Si vous pouvez réduire le stress et améliorer le moral sur certains des projets civilisationnels les plus importants de l'humanité à travers les jardins qui s'occupent, ce que la recherche s'est révélée être le cas, cela en vaut la peine.

Mais les implications s'étendent bien au-delà de l'orbite basse. Les idées de la recherche sur le jardinage spatial aident déjà les scientifiques à améliorer l'agriculture sur Terre. En apprenant à cultiver des aliments dans des environnements extrêmes, en boucle fermée, la NASA et les agences partenaires découvrent des moyens de cultiver les cultures dans les régions sujettes à la sécheresse et les basses, un avantage vital face au changement climatique et à l'augmentation de l'insécurité alimentaire. La NASA n'est pas non plus le seul joueur du jeu de jardinage spatial. L'Agence spatiale européenne et Jaxa, l'agence spatiale japonaise, travaillent également sur des systèmes d'usine avancés pour des missions de longue durée.

En fin de compte, apprendre à faire pousser des plantes dans l'espace consiste à permettre le prochain saut géant, qu'il s'agisse d'une base de lune autonome ou d'un voyage de plusieurs mois vers Mars. Les missions futures, quel que soit le contexte, les cultures qui peuvent non seulement se développer mais prospérer loin de la Terre. Le succès de ces expériences aidera à établir l'humanité non pas en tant que visiteurs du cosmos, mais en tant que colons.