Des chercheurs de l’Agence spatiale chinoise (CMSA) ont confirmé la culture réussie de plants de riz à bord de la station spatiale Tiangong. Cette expérience en microgravité vise à tester la viabilité de la production alimentaire autonome pour soutenir les futures missions habitées vers la Lune et Mars.
Pourquoi la culture de céréales est-elle nécessaire en orbite ?
La transition de la culture de plantes simples, comme la laitue ou l’Arabidopsis thaliana, vers des céréales comme le riz marque une étape importante pour les programmes spatiaux. Selon les données de la CMSA, la production de calories sur place est une condition sine qua non pour réduire la dépendance aux cargaisons de ravitaillement lancées depuis la Terre.
Le riz représente un choix stratégique pour les systèmes de support de vie en boucle fermée, également connus sous le nom de systèmes de support de vie biorégénératifs (BLSS). Contrairement aux salades, qui sont principalement utilisées pour leur apport en vitamines et en micronutriments, les céréales offrent une densité nutritionnelle supérieure, notamment en glucides, et une capacité de stockage plus longue une fois transformées. Cette capacité est essentielle pour les longs séjours spatiaux où la gestion de la masse et du volume des stocks est critique.
Les scientifiques cherchent à transformer la station Tiangong en un laboratoire biologique capable de recycler le dioxyde de carbone en oxygène tout en produisant une source de nourriture stable. Dans un système de boucle fermée, la photosynthèse des plantes joue un double rôle : elle agit comme un purificateur d’air naturel et comme un producteur de biomasse comestible, créant un cycle de régénération des ressources qui minimise le besoin de réapprovisionnement externe.
Les défis techniques de l’agriculture en microgravité
Cultiver des plantes dans l’espace impose des contraintes physiques que les méthodes terrestres ne connaissent pas. En l’absence de gravité, l’eau ne s’écoule pas de la même manière et peut s’agglutiner autour des racines par action capillaire, provoquant l’asphyxie de la plante par manque d’oxygène dans le substrat.
Les chercheurs chinois doivent gérer trois variables critiques :
- La distribution précise des nutriments liquides, qui doit compenser l’absence de drainage naturel.
- La gestion des cycles de lumière artificielle pour simuler le rythme circadien et optimiser la croissance.
- Le contrôle de la convection thermique, qui est absente en microgravité, affectant la régulation de la température des feuilles.
L’absence de convection thermique est l’un des obstacles les plus complexes. Sur Terre, l’air chaud monte et l’air froid descend, créant un mouvement naturel qui renouvelle les gaz autour des plantes. En microgravité, ce mouvement de convection naturelle disparaît, ce qui peut entraîner la formation d’une “couche limite” de gaz stagnant autour des feuilles. Cette couche peut devenir saturée en oxygène et appauvrie en dioxyde de carbone, ce qui paralyse la photosynthèse. Pour contrer ce phénomène, l’utilisation de systèmes de ventilation forcée est indispensable pour assurer un échange gazeux constant.
Les rapports de l’agence indiquent que la gestion de l’humidité est l’un des obstacles majeurs pour éviter la prolifération de moisissures dans l’environnement confiné de la station. Dans un volume de vie restreint, l’humidité excessive issue de la transpiration des plantes peut compromettre non seulement la santé des cultures, mais aussi l’intégrité des systèmes électroniques de la station.
Vers une autonomie alimentaire pour les missions lointaines
Cette avancée s’inscrit dans le cadre plus large du projet de Station de recherche lunaire internationale (ILRS) porté par la Chine. L’objectif est de valider des technologies de culture capables de fonctionner sur des bases lunaires, où le transport de nourriture depuis la Terre devient logistiquement impossible en raison des distances et des coûts prohibitifs liés au lancement de charges lourdes hors de l’orbite terrestre basse.
La différence de logistique entre l’orbite terrestre basse (LEO), où se situe Tiangong, et l’espace lointain est fondamentale. En orbite basse, les missions de ravitaillement sont régulières et relativement rapides. Pour une base lunaire ou une mission vers Mars, la rupture de la chaîne d’approvisionnement peut durer des mois, voire des années, rendant l’autonomie biologique vitale pour la survie des équipages.
Si la culture du riz se stabilise à bord de Tiangong, les prochaines étapes consisteront à tester la résistance des semences aux radiations cosmiques et à l’ajustement des cycles de croissance dans des habitats pressurisés de plus grande envergure. Le succès de ces tests déterminera la capacité des futurs astronautes à maintenir une présence humaine durable au-delà de l’orbite terrestre basse, transformant les missions d’exploration de courte durée en établissements permanents dans le système solaire.
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