Cultiver des légumes frais ou des fraises dans l’environnement aride de la Lune ou de Mars n’est plus de la science-fiction. C’est devenu un projet scientifique ambitieux que l’Université de Melbourne, en collaboration avec la NASA, s’efforce de réaliser. Ce projet représente une étape cruciale pour garantir l’alimentation et permettre la vie humaine lors de missions de longue durée au-delà de la Terre.

La revue New Phytologist a publié une étude novatrice présentant une feuille de route pour l’agriculture spatiale, ouvrant la voie à une phase critique pour le maintien des missions de longue durée et la possibilité d’établir une vie humaine sur d’autres planètes.

Les équipes de scientifiques impliquées dans ce projet visent à redéfinir le rôle des plantes dans l’espace, non seulement comme source de nourriture, mais aussi comme pierre angulaire des systèmes de survie.

Les plantes sont capables de purifier l’air du dioxyde de carbone, de produire de l’oxygène et de recycler l’eau et les nutriments – des fonctions indispensables pour les missions qui durent des mois, voire des années.

C’est pourquoi plus de 40 scientifiques du Centre d’excellence Plants for Space (P4S) travaillent à l’élaboration d’un cadre scientifique permettant d’évaluer la capacité des systèmes végétaux à répondre aux exigences de la vie extraterrestre. Ce cadre s’appuie sur le concept de « préparation des systèmes de survie biologiques régénératifs », qui évalue la performance des plantes dans un environnement confiné, loin de la Terre.

Malgré ces objectifs ambitieux, la voie vers une agriculture spatiale réussie est semée d’embûches. L’absence de gravité perturbe la circulation de l’eau autour des racines, affecte la circulation de l’air et modifie les processus d’évaporation et de transfert de chaleur.

De plus, les niveaux élevés de rayonnement cosmique représentent un risque important pour le matériel génétique des plantes. C’est pourquoi les scientifiques s’attachent à comprendre comment les plantes réagissent à l’apesanteur en étudiant le tropisme gravitationnel, le mécanisme par lequel les plantes terrestres déterminent leur direction.

Comprendre ce phénomène dans des environnements inconnus pourrait ouvrir la voie à l’amélioration des cultures, aussi bien dans l’espace que sur Terre.

La NASA prévoit de mener en 2027 l’une des expériences agricoles les plus importantes de l’histoire de l’exploration spatiale. Dans le cadre de la mission Artemis 3, des plantes seront cultivées pour la première fois à la surface lunaire. Trois variétés seront cultivées en environnement contrôlé sur la Lune, et environ 500 grammes d’échantillons seront ramenés sur Terre une semaine plus tard pour analyse.

Les scientifiques évalueront les modifications de l’expression génétique, les effets des radiations et de la microgravité, ainsi que la réaction des plantes au rude environnement lunaire.

Cette expérience devrait fournir des données essentielles à l’établissement de fermes lunaires permanentes, une étape cruciale avant toute tentative de culture sur Mars.

Grâce aux progrès technologiques rapides, l’intelligence artificielle et l’omique deviennent des éléments incontournables du développement de l’agriculture spatiale. Les chercheurs travaillent à la création de « jumeaux numériques » de plantes : des modèles virtuels qui reproduisent la croissance des plantes dans différents environnements.