Jusqu’à présent, les astronautes utilisaient principalement des aliments préemballés lors de leurs voyages dans l’espace. Mais pour pouvoir déployer des missions à de plus grandes distances et sur des périodes plus longues, la NASA a lancé un concours qui, espère-t-elle, ouvrira la voie à une nouvelle ère d’alimentation durable dans l’espace.
Selon Ralph Fritsche, chef de projet senior pour la production de cultures spatiales au Centre spatial Kennedy de la NASA en Floride, les aliments préemballés utilisés dans la Station spatiale internationale ont une durée de conservation de 18 mois. Actuellement, nous ne disposons pas de nourriture capable de répondre aux besoins des missions vers Mars. Le même problème se produira avec des missions lunaires de plus longue durée.
Selon la NASA, il faudra du temps aux humains pour atteindre Mars, mais aller sur la Lune sera bientôt une réalité. En 2024, la NASA prévoit d'envoyer quatre astronautes autour de la Lune dans le cadre du programme Artemis. Il s'agira du premier équipage à atterrir sur la Lune depuis Apollo 17 en 1972 (Apollo 17 (du 7 au 19 décembre 1972) était la dernière mission d'atterrissage lunaire du programme Apollo de la NASA et la dernière fois que des humains ont posé le pied sur la Lune). L'objectif de la NASA est de relancer une campagne pour renvoyer des humains sur la Lune, et le séjour là-bas ne durera pas seulement quelques jours, mais peut-être des semaines, des mois, voire plus.
Pour répondre au problème de l’approvisionnement en nourriture des astronautes lors de missions de longue durée, la NASA a lancé le Deep Space Food Challenge en janvier 2021, demandant aux entreprises participantes de proposer de nouvelles façons de cultiver des aliments durables. Parmi les 200 entreprises initialement participantes, la deuxième phase (à partir de janvier 2023) ne comptera que 11 équipes, dont 8 équipes américaines et 3 équipes internationales. Le 19 mai, la NASA a annoncé les équipes qui ont participé à la phase finale de la compétition. Les équipes gagnantes seront nommées en avril 2024 après une évaluation plus approfondie de leurs propositions.
La phase 2 est une démonstration au niveau de la cuisine, selon Angela Herblet du Marshall Space Flight Center de la NASA en Alabama. La phase 3 mettra les équipes au défi de faire évoluer leur technologie. Les équipes doivent démontrer que leur système de production alimentaire peut fonctionner en continu pendant trois ans et fournir suffisamment de nourriture pour un équipage de quatre personnes lors d’une future mission spatiale. « Les solutions proposées devraient viser à créer une variété d’aliments nutritifs pour les astronautes », a déclaré Herblet.
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| Air Company - l'une des cinq finalistes basée aux États-Unis, |
Air Company, l'un des cinq finalistes basés aux États-Unis, a conçu un système alimentaire capable d'utiliser le dioxyde de carbone (CO2) émis par les astronautes dans l'espace pour produire du vin, qui peut ensuite être utilisé pour cultiver des aliments comestibles. L'entreprise a également étudié des moyens de produire de l'alcool pour le carburéacteur et du parfum à partir de CO2.
« Créer de la nourriture à partir de l’air peut sembler étrange, mais une fois que vous avez compris comment cela fonctionne, c’est beaucoup plus simple », a déclaré Stafford Sheehan, cofondateur et directeur technique d’Air Company. Nous prenons du CO2, le combinons avec de l'eau et de l'électricité et créons des protéines.
Ce processus produit de l’alcool, qui fermente ensuite, créant « quelque chose de comestible », explique Sheehan. « L’entreprise a créé une protéine qu’elle décrit comme similaire à celle du seitan, un substitut de viande végétalien. « Elle a un goût plutôt bon. Le système fermentera en continu pour fournir de la nourriture aux astronautes. Chaque fois que vous avez envie de manger une protéine dans l’espace, vous en fabriquez une à partir de cette levure en croissance. »
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| Concept du laboratoire interstellaire en Floride. |
Interstellar Lab en Floride, l'un des finalistes de la phase 3 basé aux États-Unis, propose également une approche différente. Le système de l’entreprise, appelé NUCLEUS, est un kit modulaire de petites boîtes de la taille d’un grille-pain. Chaque box est autonome, avec son propre système d'humidité, de température et d'arrosage. Cette conception permettrait aux astronautes de cultiver facilement une variété de légumes et même d’élever des insectes comme les mouches soldats noires, considérées comme une source prometteuse de protéines. « Nous emmenons une petite partie de l'écosystème terrestre dans l'espace », a déclaré Barbara Belvisi, fondatrice et PDG de l'entreprise. Vous pouvez cultiver des champignons, des insectes et des pousses en même temps.
Les astronautes auront besoin de trois à quatre heures par semaine pour semer, tailler et cultiver des cultures, mais une grande partie de ces tâches sera contrôlée par l’IA. « La NASA ne souhaite pas éliminer complètement l’intervention humaine », explique Belvisi. L’entreprise a également conçu des environnements clos gonflables plus grands, appelés BioPods, qu’elle espère pouvoir un jour utiliser sur la Lune ou sur Mars.
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L’un des trois finalistes étrangers est Mycorena, basé en Suède. Le système de production d'aliments de l'entreprise, AFCiS, produira une protéine appelée mycoprotéine à partir de la fermentation fongique pour remplacer les sources animales ou végétales. Selon Kristina Karlsson, responsable de la recherche et du développement de l'entreprise : « Mycoprotein a une teneur en protéines très élevée, jusqu'à 60 %, est également riche en fibres, vitamines et nutriments, et est faible en graisses et en sucre. La mycoprotéine elle-même n'a pas beaucoup de goût, très neutre, comme l'umami ou le pain à la levure. Lors de sa transformation, y compris en le combinant avec des arômes ou des épices, il peut être utilisé pour créer une variété d'aliments, tels que des hamburgers ou des nuggets. Un module attaché au système imprimera en 3D les champignons dans la forme alimentaire souhaitée. « Vous pouvez choisir sur l’écran et manger un morceau de poulet », explique Karlsson.
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| Le système AFCiS de Mycorena (à gauche) produit une mycoprotéine riche en nutriments qui peut également être transformée en formes imprimées en 3D. |
Selon la Nasa, les idées gagnantes de ce concours ne seront pas immédiatement utilisées lors de la prochaine campagne d'atterrissage lunaire, mais elles démontrent la faisabilité de leur déploiement dans de futures missions spatiales. « Il faut commencer de nombreuses années à l'avance pour être sûr d'avoir les capacités nécessaires quand on en aura besoin. » Ces possibilités semblent prometteuses, déclare Fritsche, chef de projet senior pour la production de cultures spatiales au Centre spatial Kennedy de la NASA en Floride.
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