La NASA explore des méthodes pour fournir aux astronautes des produits nutritifs, y compris des plantes fraîches, lors de futures missions vers la Lune et Mars. Bien que les paquets alimentaires scellés remplissent leur fonction, ils perdent souvent de la saveur et des vitamines avec le temps.
Les efforts pour cultiver des légumes à feuilles et des légumes sur la Station spatiale internationale visent à résoudre ces problèmes tout en améliorant le moral de l'équipage. Des études récentes se sont concentrées sur la culture de cultures comme la laitue, les poivrons, les radis et les tomates en microgravité, révélant des informations sur l'impact du vol spatial sur la génétique des plantes, l'utilisation de l'eau et la saveur.
Dirigée par Gioia Massa, la recherche de la NASA examine comment la microgravité, l'humidité et le contrôle de la lumière influencent les caractéristiques des plantes, la qualité des nutriments et le rendement. L'équipe examine également les bactéries associées aux plantes pour s'assurer qu'elles restent sûres et bénéfiques pour la santé humaine.
Une étude clé, Plant Habitat-07, explore comment la laitue tolère différentes conditions d'humidité en microgravité. L'eau est essentielle pour les cellules végétales, mais un excès d'humidité peut limiter la disponibilité de l'oxygène aux racines, tandis qu'une insuffisance d'eau peut entraîner le flétrissement. Cette étude utilise quatre scénarios d'humidité dans une chambre de culture spécialisée pour évaluer comment les plantes adaptent leur production de nutriments.
Les études Veg-04A et Veg-04B de la NASA ont mis en lumière l'impact de la qualité de la lumière et des engrais sur la laitue et les légumes à feuilles. Ajuster l'éclairage LED rouge et bleu, ou modifier les formules de nutriments, peut changer l'apparence, le goût et la croissance des feuilles. Les retours des membres de l'équipage concernant la fraîcheur et la saveur informeront les sélections futures de semences pour des salades variées lors de longs vols spatiaux.
Des recherches sur Arabidopsis thaliana (cresson des rochers) ont démontré que la faible gravité affecte l'expression génique et la régulation des marqueurs chimiques clés. Les scientifiques ont suivi la méthylation de l'ADN, un processus qui peut activer ou désactiver des gènes, révélant des voies potentielles pour personnaliser la génétique des plantes afin de faire face aux défis de l'espace.
Les enquêtes sur les hormones végétales ont montré comment elles guident la croissance en microgravité. Par exemple, certaines espèces ont présenté des niveaux d'auxine plus faibles en microgravité, ce qui a inhibé leur croissance normale vers le haut, tandis que d'autres ont montré des niveaux plus élevés, indiquant que les effets varient selon les espèces. Cette connaissance aide la NASA à concevoir des chambres de culture adaptées aux besoins de chaque culture.
Dans une autre étude, les chercheurs ont identifié des changements dans les molécules qui construisent les parois cellulaires des plantes, en se concentrant sur celles qui fournissent une résistance mécanique. Alors que certaines espèces s'adaptent rapidement et développent des structures robustes, d'autres restent vulnérables. Les efforts futurs affineront les variétés qui prospèrent en faible gravité ou ajusteront les conditions pour renforcer les racines.
De plus, la mission Resist Tubule a révélé que les plantes d'Arabidopsis cultivées en microgravité présentaient parfois des niveaux réduits de stérols, qui sont cruciaux pour maintenir la stabilité des membranes cellulaires et réguler les réponses de croissance. Comprendre les gènes impliqués dans la production de stérols pourrait aider à garantir un développement végétal opportun.
Établir une source fiable de légumes frais est juste le début. La NASA vise à soutenir les équipages lors de longues missions, et les progrès suggèrent que la culture de produits frais en orbite est réalisable. Chaque découverte contribue à affiner le processus de culture, augmentant le potentiel de production alimentaire loin de la Terre.
Avec les contributions d'experts comme Gioia Massa, l'avenir de l'agriculture dans l'espace semble prometteur tant pour la nutrition que pour le bien-être de l'équipage.