Les scientifiques australiens préparent l'expérience LEAF pour Artemis III : cultiver des plantes sur la Lune

Des chercheurs issus d'universités australiennes, regroupés au sein du Centre d'excellence ARC pour les Plantes pour l'Espace (P4S), mènent des travaux fondamentaux pour assurer la viabilité de la culture végétale sur les futures bases lunaires et martiennes. Cette initiative P4S, qui bénéficie de collaborations avec des entités majeures telles que la NASA et le Centre Aérospatial Allemand (DLR), vise à concevoir des systèmes de culture végétale autonomes et à haut rendement, indispensables à la survie des équipages en milieu extra-terrestre.

Le Centre d'excellence ARC pour les Plantes pour l'Espace (P4S), sous l'égide de l'Université d'Adélaïde, représente un engagement interdisciplinaire s'étendant sur sept années. Ce consortium rassemble des experts en ingénierie des systèmes, en biologie végétale, en biologie synthétique, en chimie alimentaire, en psychologie, en droit et en éducation. L'expérience centrale, baptisée LEAF (Lunar Effects on Agricultural Flora), est prévue pour être embarquée à bord de la mission Artemis III de la NASA, dont le lancement est actuellement envisagé au plus tôt à la mi-2027. Cette expérience, également désignée sous le nom de LEAF Beta, étudiera spécifiquement la croissance d'espèces telles que Brassica rapa (incluant les variétés rouge-vert Wisconsin Fast Plants®), Wolffia (lentille d'eau) et Arabidopsis thaliana dans l'environnement lunaire.

L'objectif principal de LEAF Beta est de déterminer l'impact de la gravité partielle – soit un sixième de la gravité terrestre – et du rayonnement cosmique sur la physiologie des plantes. Il s'agira de la première analyse exhaustive des effets à l'échelle de l'organisme entier induits par l'environnement lunaire. Pour garantir la protection des spécimens contre la lumière solaire intense, le rayonnement et le vide, LEAF Beta utilisera une chambre scellée à atmosphère isolée. Ce dispositif permettra un suivi précis de la photosynthèse et des réactions de stress des végétaux.

Ce projet de recherche ambitionne de quantifier comment les facteurs de stress biophysiques modifient l'efficacité photosynthétique et la valeur nutritionnelle des cultures. Il cherchera également à identifier les marqueurs génomiques qui confèrent une résilience accrue à ces plantes spatiales. Les scientifiques, notamment ceux de l'Université d'Adélaïde et de la La Trobe University, prévoient de recueillir des données détaillées sur la croissance et la morphologie, suivies d'analyses génétiques et métaboliques approfondies une fois les échantillons ramenés sur Terre. Cette phase de retour est cruciale : LEAF sera la première mission à rapatrier des échantillons végétaux lunaires pour une étude approfondie.

Le projet s'inscrit dans la feuille de route plus vaste de P4S visant à établir les technologies nécessaires pour un séjour humain prolongé sur la Lune et pour les futures missions vers Mars. De surcroît, les avancées réalisées devraient, par ricochet, améliorer la résilience des systèmes de production alimentaire sur Terre. Le professeur Matthew Gilliham, directeur de P4S à l'Université d'Adélaïde, souligne que les percées de P4S apporteront des améliorations significatives dans l'efficacité des plantes, applicables par exemple pour contrer les effets de la sécheresse et de la salinisation des sols terrestres.

Le consortium P4S regroupe 38 organisations partenaires, incluant l'ASA (Agence Spatiale Australienne), la NASA et le DLR. La conception et l'intégration de l'instrument scientifique LEAF sont pilotées par Space Lab Technologies, une entreprise basée à Boulder, Colorado. L'installation de cet équipement scientifique est prévue près du pôle Sud lunaire, conformément aux objectifs de la NASA de faire revenir des humains sur la surface lunaire pour la première fois au XXIe siècle.