Faire pousser des plantes dans l'espace, de la première salade aux piments
Le 10 août 2015, des astronautes ont goûté la première laitue cultivée à bord de la Station spatiale internationale. Depuis, les jardiniers de l'orbite ont fait pousser choux, radis, tomates et piments. Ce qu'ils ont appris sur l'eau, la lumière et les racines.
Pour un voyage de quelques mois, on peut emporter toute la nourriture nécessaire. Pour une mission de plusieurs années, c'est une autre affaire : les vitamines se dégradent, la masse à lancer devient énorme, et la monotonie des repas pèse sur le moral. D'où un vieux rêve des ingénieurs : cultiver à bord. Les plantes, rappelle la NASA, fournissent de la nourriture et de l'oxygène, aident à recycler l'eau et les déchets, et apportent un bénéfice psychologique réel.
Veggie et la première salade
Le premier jardin moderne de la Station s'appelle Veggie. Lancé le 18 avril 2014 par un vaisseau cargo, il a été installé le 7 mai suivant dans le laboratoire européen Columbus. C'est une petite chambre de culture sobre : ses lampes, ses ventilateurs et son électronique consomment environ 70 watts.
Les graines y sont semées dans six « coussins », de petits sacs de tissu technique remplis d'argile calcinée, le même matériau que celui des terrains de baseball. Une mèche apporte passivement l'eau aux racines. Le 10 août 2015, l'équipage a récolté et mangé une laitue romaine rouge de la variété 'Outredgeous', assaisonnée d'huile d'olive et de vinaigre balsamique. Depuis, des choux chinois, de la moutarde, du chou kale, des radis et des tomates ont été cultivés à bord.
Un laboratoire automatique
En 2017, un second équipement rejoint la Station : l'Advanced Plant Habitat, lancé le 18 avril. Présenté par la NASA comme la plus grande installation automatisée de culture de plantes en orbite, il contrôle avec précision la température, l'humidité, la lumière, l'apport d'eau et de nutriments, ainsi que la teneur en dioxyde de carbone et en éthylène, une hormone végétale qui accélère le mûrissement. L'équipage n'intervient que pour installer les expériences, ajouter de l'eau et assurer l'entretien.
Ses expériences peuvent durer jusqu'à environ 135 jours. En 2021, des piments du Nouveau-Mexique y ont poussé pendant 137 jours, la plus longue expérience de culture réalisée dans l'espace jusqu'alors.
Les défis du jardinier en apesanteur
Le premier problème est l'eau. Sur Terre, la pesanteur la fait descendre vers les racines et l'air remplit les espaces libres du sol. En apesanteur, l'eau colle aux surfaces par capillarité et se répartit mal autour des racines. Tout l'enjeu, résume la NASA, est d'apporter assez d'eau sans noyer la plante. Des systèmes comme Veggie PONDS, qui remplacent les coussins par un réservoir passif, ont été mis au point pour cela, et l'on teste aussi des cultures hors sol, en solution nutritive ou en brouillard.
Le deuxième défi est l'orientation. Sans haut ni bas, les tiges s'orientent surtout vers la lumière, d'où l'importance des diodes électroluminescentes (LED), dont on peut régler la couleur. Les plantes changent d'ailleurs de forme : du blé cultivé en orbite a poussé environ 10 % plus haut que sur Terre, avec des feuilles et des chloroplastes modifiés.
Enfin, le jardinier reste indispensable. Il a fallu repiquer à la main de jeunes pousses de laitue en difficulté, en janvier 2021, et polliniser des fleurs à la main, faute d'insectes.
Et sur Terre ?
Les mêmes questions se posent aux cultures en milieu clos : serres, fermes urbaines, agriculture verticale sous éclairage LED, où l'on cherche à produire beaucoup avec peu d'eau, peu d'énergie et sans sol. La NASA souligne aussi que ces recherches aident à adapter des cultures aux terres marginales ou dégradées. C'est l'objet d'une marche d'Anthropolaris, qui sélectionne des variétés et des micro-organismes capables de rendre cultivables des sols très pauvres, du régolithe lunaire aux sols salins terrestres (voir la marche I-OUT-06).
La prochaine étape est la serre lunaire ou martienne, encore au stade des concepts : une enceinte pressurisée, éclairée artificiellement pendant les longues nuits, qui recyclerait l'air, l'eau et les déchets de l'équipage. Construire un tel écosystème fermé et le faire fonctionner des années sans ravitaillement est l'un des défis que décrit la marche J-CRW-01. Reste à savoir si une salade et quelques piments peuvent un jour devenir un vrai repas complet, cultivé à des millions de kilomètres de la Terre.