Cultiver un jardin dans l'espace représente un défi majeur, mais pour les astronautes, posséder des compétences en botanique est devenu une nécessité vitale.
Les plantes ont une histoire riche, quoique brève, de culture à bord de la Station spatiale internationale (ISS). À mesure que les missions spatiales visent une indépendance durable vis-à-vis de la Terre, il devient impératif que les équipages produisent leurs propres aliments en orbite.
"Les expériences à petite échelle menées aujourd'hui sur l'ISS se concentrent sur la recherche fondamentale liée à la croissance et aux performances des cultures", indique la NASA dans un communiqué. "Elles préfigurent le développement de systèmes agricoles complets qui accompagneront les astronautes dans leurs futures missions."
Cependant, la production agricole spatiale à grande échelle fait face à des défis coûteux, logistiques et technologiques. Un article publié vendredi dans Frontiers in Astronomy and Space Sciences plaide pour des avancées en automatisation, robotique et intelligence artificielle afin de surmonter ces obstacles.
Les aliments lyophilisés se dégradent avec le temps, et les approvisionnements terrestres vers la Lune ou Mars prendraient trop de temps. Investir dans une production alimentaire autonome est donc essentiel pour la santé des équipages.
"Fournir nourriture, oxygène et ressources vitales en continu est extrêmement coûteux et complexe", explique Simon Gilroy, professeur de botanique à l'Université du Wisconsin-Madison, non impliqué dans cette étude. L'espace, environnement "atypique" pour la biologie, offre une opportunité unique d'étudier plantes et humains.
L'intérêt de la NASA pour l'astrobotanique – l'étude des interactions plantes-environnement spatial – s'inspire aussi des leçons historiques, comme le scorbut chez les explorateurs maritimes, dû à un manque de vitamine C présente dans les agrumes.
Au-delà des nutriments, les plantes procurent des bienfaits psychologiques. L'article de Frontiers met en avant l'imagerie hyperspectrale, qui analyse tout le spectre électromagnétique pour monitorer la santé des plantes et détecter précocement maladies, sécheresse ou infections.
Un prototype est en développement au Kennedy Space Center, avec une base de données d'images pour identifier les stress végétaux. La NASA vise à intégrer ces systèmes, via IA, sur l'ISS et Gateway (programme Artemis). "Beaucoup de travail reste à accomplir pour garantir un système alimentaire fiable vers Mars", précise l'agence.
En partenariat avec l'USDA, la NASA explore les micro-pousses, riches en nutriments et faciles à cultiver. Des systèmes comme Veggie (jardin ISS étudiant la microgravité) et l'Advanced Plant Habitat (APH, chambre automatisée) pionnent la recherche.
Ohalo III, prototype au Kennedy Space Center depuis 2019, teste technologies de croissance, irrigation avancée et cultures "salade" pour lutter contre la monotonie alimentaire. Destiné au Mars Transit Vehicle, il préparera les fermes lunaires et martiennes.
Les cultures spatiales à grande échelle sont encore lointaines, selon Gilroy, mais les projets actuels posent les bases pour l'avenir. "Nous sommes en phase d'exploration, comme les premiers navigateurs océaniques", conclut-il.
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