Jardins de la galaxie: pouvez-vous cultiver des légumes sur Mars? | Espace

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n Le Martien, le film de 2015 réalisé par Ridley Scott, l’astronaute Mark Watney (Matt Damon) est accidentellement abandonné seul sur Mars par ses coéquipiers après une évacuation d’urgence, sans assez de nourriture pour survivre. Mars est une perspective délicate, même pour le jardinier le plus aux doigts rouges: il n’y a presque pas d’air, le «sol» a peu de nutriments et beaucoup de métaux lourds, et la température est généralement d’environ -60 ° C. « Je vais devoir étudier la merde », déclare Watney, un botaniste. Il décide de cultiver des pommes de terre, de monter un dôme à température contrôlée, de brûler de l’hydrazine pour produire de l’eau et de créer un milieu de croissance à partir de la poussière de Mars complétée par les excréments de ses coéquipiers.

Dans Star Trek, ils reproduisent simplement la nourriture à partir de l’énergie pure

On pourrait s’attendre à ce que de véritables scientifiques qui tentent réellement de savoir comment cultiver de la nourriture sur Mars, en vue de soutenir la vie humaine là-bas à un moment donné dans un avenir pas si lointain, soient reniflés à propos d’une telle spéculation farfelue. « Le Martien? C’est mon film préféré!  » s’exclame le Dr Wieger Wamelink, écologiste principal à l’Université de Wageningen aux Pays-Bas, qui mène des expériences sur la culture des plantes dans l’espace depuis 2013. « C’est le seul film de science-fiction où la culture des aliments est très importante. »

Lorsque Wamelink a commencé ses expériences, beaucoup de gens pensaient que son travail était sur le terrain, puis certains. Maintenant, grâce à Le Martien, à l’origine un roman de 2011 de l’écrivain américain Andy Weir, au moins ils ont compris ce qu’il essayait de réaliser. « Le film a énormément aidé », dit Wamelink. Il a également, contre-intuitivement, fourni des hypothèses qu’il peut tester. «Le voyage vers Mars dure six mois», me dit-il lors d’un appel vidéo depuis son garage à Wageningen, une jolie ville du Rhin, non loin d’Arnhem. «Alors stockez tout votre caca et pipi. C’est votre kit de démarrage, ce dont vous avez besoin pour commencer dans le sol. Réellement, Le Martien est tout à fait correct là-bas. Ça sent peut-être mal, mais c’est tellement important. « 

«Quand j'ai commencé, l'idée générale était:« La nourriture? Oui, vous venez de l’apporter »: jardiner dans l’espace.
«Quand j’ai commencé, l’idée générale était:« La nourriture? Ouais, tu l’apportes juste avec moi »»: jardiner dans l’espace. Illustration: Phil Hackett / L’observateur

Le Wamelink de 53 ans, qui a un sens de l’humour maladroit et, par coïncidence, une ressemblance passagère avec Matt Damon, a une formation en sélection végétale. Jusqu’à récemment, il avait une carrière universitaire conventionnelle à l’université, qui est mondialement connue pour ses travaux sur l’agriculture et la foresterie. Cependant, Wamelink n’a pas cessé d’être retenu pour des bourses de recherche: on lui a dit une fois que ses propositions n’étaient «pas assez innovantes».

Sous la douche un jour, Wamelink a commencé à réfléchir à l’idée de la production alimentaire dans l’espace. Trekkie fanatique (« mais je ne vais pas aux conventions et je ne porte pas de costumes »), il a découvert que son point de référence immédiat était la science-fiction. « Dans Star Trek, c’est facile: ils reproduisent simplement les aliments par pure énergie », explique Wamelink. « Si vous regardez Deep Space Nine, Le commandant Sisko aime cuisiner et il utilise des légumes frais. Mais ils ne montrent jamais d’où ils viennent. » Seulement dans l’original Battlestar Galactica série de la fin des années 1970, dans laquelle la flotte était suivie de vastes «agro-navires», était là un clin d’œil aux aspects pratiques de la vie loin de la Terre.

Wamelink a élaboré une nouvelle proposition: une étude théorique sur la croissance des plantes sur la Lune et sur Mars. Il a reçu 25 000 €. Wamelink a ensuite découvert que vous pouviez acheter un «simulateur de régolithe» approuvé par la Nasa, essentiellement du sol de la Terre qui possède de nombreuses propriétés de celui que l’on trouve dans l’espace: le sol de «lune» provenait d’un désert en Arizona et le simulant de Mars de côté. d’un volcan à Hawaï, qui est ensuite nettoyé et roulé pour le rendre plus poussiéreux. Wamelink a décidé de rendre ses expériences pratiques: que pourrait-il réellement faire pousser dans ces sols étranges pauvres en nutriments?

Dans une serre, Wamelink a commencé avec le cresson de jardin, qu’il a planté le 1er avril 2013. «Pas un jour très pratique», se souvient-il maintenant, «parce que personne ne nous croyait quand nous l’avons commencé, surtout les journalistes.» Wamelink n’avait pas d’attentes particulièrement élevées. Il était particulièrement préoccupé par le fait que le plomb, le mercure et le zinc dans le sol se retrouveraient dans l’eau que les plantes absorbaient et qu’ils seraient alors toxiques à manger.

Mais, à la surprise de Wamelink, le cresson a grandi et, surtout, la plante n’a pas absorbé les métaux lourds. Depuis, Wamelink a affiné le processus. En ajoutant de la matière organique (feuilles et racines de la récolte précédente) au sol et aux vers de terre pour la décomposer, il a radicalement augmenté la taille et la quantité des plantes. Il a également élargi la variété des cultures: pas seulement le cresson et les feuilles de salade, mais aussi les tomates, les pois, les radis et les légumes-racines comme les carottes et les pommes de terre. « Mars viendra à craindre mes pouvoirs de botanique », prédit Mark Watney dans Le Martien – et Wamelink a l’intention de tenir sa promesse.

De plus, les recherches de Wamelink semblent soudainement beaucoup moins farfelues. Contre toute attente, une course à l’espace du 21e siècle est en cours, menée par les gouvernements nationaux et des particuliers hyper-riches tels que Richard Branson et Elon Musk, qui ont créé sa société aérospatiale. SpaceX d’un rêve de faire pousser une rose sur Mars. Donald Trump veut que les astronautes américains retournent sur la Lune d’ici 2024. L’idée d’y établir une base, probablement avant de se rendre sur Mars, est clairement présente à l’esprit. En janvier 2019, la sonde chinoise Chang’e-4 est devenue le premier vaisseau spatial de tout pays à atterrir de l’autre côté de la Lune. La mission a pris quelques graines, dont du coton et de la pomme de terre. Un semis de coton a même germé pendant une courte période avant de mourir dans le froid rigoureux de la nuit lunaire.

«Quand j’ai commencé l’expérience, j’étais en contact avec la Nasa et d’autres agences spatiales, mais l’idée générale était:« La nourriture? Oui, vous l’apportez avec vous », se souvient Wamelink. « Ce sont des garçons et des jouets, je dis toujours, donc des fusées, des satellites – des choses qui coûtent beaucoup d’argent que vous pouvez bricoler. Ce sont ces choses sur lesquelles ils travaillent. Et bien, cela a changé. « 

Ce n’est pas exactement correct dire que la nourriture dans l’espace a toujours été une réflexion après coup. En 1979, les cosmonautes soviétiques à bord du Soyouz 32 ont pris des œufs de caille japonaise: on espérait que les œufs fécondés – une source précieuse de lysozyme – pourraient éclore dans l’espace et compléter le régime alimentaire des cosmonautes avec d’autres œufs et de la viande. C’était plus compliqué que prévu et ce n’est qu’en 1990 que des poussins de caille en bonne santé ont éclos (bien qu’ils aient eu du mal à se nourrir en apesanteur et avaient besoin de minuscules harnais). La Nasa a tenté des expériences similaires avec des œufs de poule dans les années 80. Les Japonais ont envoyé des poissons vivants à la Station spatiale internationale et se sont également penchés sur la croissance des cultures et les insectes comestibles. Cependant, il y a une nouvelle urgence dans la recherche.

« Si vous êtes dans la navette spatiale pendant une semaine ou deux, bien sûr, vous allez tout emporter avec vous », explique le Dr Gioia Massa, phytologue au Kennedy Space Center de la Nasa en Floride. «C’est comme un voyage de camping, vous n’allez pas faire de l’agriculture lors de voyages de courte durée. Mais nous arrivons enfin au point où nous voyons retourner sur la Lune d’ici 2024, nous voyons continuer vers Mars dans le futur. Ces choses qui étaient vraiment loin se rapprochent maintenant. Et vous ne pouvez pas simplement activer ces choses du jour au lendemain. Vous devez commencer les tests à l’avance pour savoir quand nous y irons. »

Massa travaille sur le système de production de légumes de la Nasa, connu officieusement sous le nom de Veggie, qui depuis 2014 cultive des plantes dans et pour la Station spatiale internationale. Le projet a réussi à cultiver trois types de laitue, chou chinois, chou frisé rouge russe, moutarde mizuna et fleurs de zinnia dans l’espace. Les astronautes sont autorisés à manger une partie de ce qu’ils propagent (le reste revient pour des tests), et il complète leur alimentation de 180 aliments à longue durée de vie, ainsi qu’une vingtaine de condiments et de boissons qu’ils consomment sur un cycle de huit jours. En mars, Massa a publié une recherche qui a révélé que la laitue spatiale était non seulement saine à manger, mais aussi nutritive que les cultures que l’équipe Veggie produisait sur Terre.

Comme Wamelink, Massa est un fan de science-fiction. «La science-fiction a eu un impact énorme sur moi – et continue de le faire», dit-elle au téléphone depuis la Floride. «Mon mari enseigne en fait la science-fiction et la fantaisie dans une université locale à Orlando. Il imagine donc des choses et j’essaie de prendre ces imaginations et de les rendre réelles. « 

Le programme Veggie, cependant, diffère de Wamelink sur la meilleure façon de faire pousser les cultures. Au lieu d’utiliser une approximation du sol trouvé sur la Lune et Mars, Massa et son équipe ont un système qu’elle appelle «hydroponie modifiée»: en raison des complications de la microgravité, les plantes sont cultivées dans un substrat solide d’argile poreuse cuite au four, qui garde l’eau et l’oxygène autour des racines. Un engrais à libération prolongée fournit des nutriments, la lumière provient de LED et les astronautes ajoutent de l’eau.

Ce n’est pas une configuration parfaite, concède Massa. «Veggie est un système passif, et il faut beaucoup de temps aux astronautes pour ajouter de l’eau et deviner la quantité d’eau à ajouter», dit-elle. « Donc, nous marchons sur cette corde raide entre une inondation et une sécheresse, et nous tombons beaucoup. » Pourtant, pour l’instant, Massa pense que le système hydroponique modifié de Veggie a le plus de potentiel pour fournir aux astronautes des aliments frais dans l’espace qui sont certes sûrs à manger. Par exemple, le sol martien est connu pour contenir des perchlorates, un produit chimique toxique (non présent dans le sol simulant utilisé par Wamelink) qui est toxique pour les humains, même en très petites quantités.

Massa et Wamelink s’accordent à dire que si nous voulons résoudre le problème de la culture des plantes dans l’espace, nous devons poursuivre plusieurs volets d’investigation. Et aucune idée n’est trop bizarre pour être exclue. Récemment, Wamelink réfléchit à la façon dont vous pourriez amener les pollinisateurs sur Mars: il aime les bourdons (qui pourraient hiberner pendant le voyage de six mois) et les mouches, qui pourraient également être une source de protéines si vous êtes heureux de manger les larves. Il a même étudié l’urine humaine, purifiée, comme source potentielle d’engrais. Pour obtenir suffisamment de matière première à tester, Wamelink a contacté des organisateurs de festival aux Pays-Bas.

N’était-il pas inquiet de la concentration d’alcool? «Oui ou pire encore! C’est à Amsterdam donc… », répond-il. « Mais ils font des vérifications et il n’y a pas de THC et toutes ces choses que vous faites pipi si vous fumez de la drogue. » Et c’est important parce que vous ne voulez pas rendre les gens malades sur Mars. « 

Hors des sentiers battus en pensant: les tomates de demain.
Hors des sentiers battus en pensant: les tomates de demain. Illustration: Phil Hackett / L’observateur

Tout cela peut sembler un peu ésotérique pour le jardinier régulier, mais Massa et Wamelink croient que leur travail aura également un impact sur la Terre, même dans nos humbles jardins et jardins familiaux. Massa souligne que la Nasa a financé le groupe de recherche qui a mis au point des LED pour la croissance des plantes dans les années 1980, une technologie qui est maintenant largement utilisée. L’agence spatiale a également investi dans Florikan, un engrais à libération contrôlée qui pourrait aider à réduire le problème environnemental du ruissellement d’engrais dans les cours d’eau et les estuaires. «Des choses comme l’agriculture urbaine, l’agriculture verticale, l’agriculture industrielle, nous partageons beaucoup d’informations entre ces groupes», explique Massa. « Nous apprenons d’eux, ils apprennent de nous. »

Covid-19 a ralenti certaines recherches, mais pas pour longtemps. Massa peut se rendre au Kennedy Space Center pour un «travail essentiel à la mission» et les unités Veggie de la station spatiale continuent sans entrave. Elle est particulièrement ravie que le rover sans pilote Persévérance de la Nasa doive toujours partir pour Mars le 17 juillet, en attendant d’atterrir en février 2021.

Quant à Wamelink, il vise à faire une expérience majeure par an et il l’a déjà réalisé en 2020. Il utilise également le temps de la réflexion et de la génération d’idées. «À la maison, j’ai un étang, des arbres fruitiers et mon propre potager», dit-il en regardant par la fenêtre. « Vraiment, c’est comme être sur Mars. »

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