Le zinnia qui a fleuri dans l’espace. ©Nasa
Une culture expérimentale de végétaux en dehors de l’atmosphère terrestre est développée officiellement dans la station spatiale internationale (ISS) depuis 2014. Elle fonctionne selon le principe de l’hydroponie, à savoir sans substrat, les racines placées dans des « coussins de culture », plongeant dans de l’eau où sont dissous les nutriments indispensables au développement des plantes : azote (N), acide phosphorique (P) potasse (K), calcium, magnésium, soufre et oligo-éléments (bore, chlore, cuivre, fer, manganèse, molybdène, zinc). C’est ainsi que la laitue romaine a été le premier légume à être produit (et même consommé) dans l’espace, à 400 km au-dessus de nos têtes par l’équipage de l’ISS en août 2015.
Scott Kelly et Kjell Lindgren ont été les premiers astronautes à déguster des salades produites dans l’espace. ©Nasa.
Un zinnia s’épanouit dans l’espace le 16 janvier 2016
Le samedi 16 janvier dernier, l’astronaute américain Scott Kelly, qui expérimente un vol de longue durée avec le cosmonaute russe Mikhaïl Kornienko, a annoncé qu’un zinnia (Zinnia elegans, Asteraceae), cultivé en orbite terrestre dans la station spatiale internationale depuis le 16 novembre 2015, venait d’y épanouir son beau capitule orangé. On peut donc considérer qu’il s’agit de la toute première fleur extraterrestre !
Le Zinnia elegans en fleur dans la Station spatiale internationale. © Scott Kelly-Nasa
L’absence de gravité rend les cultures délicates
Si le zinnia fait partie des fleurs estivales saisonnières les plus communes de nos jardins, son développement dans l’espace, qui s’inscrit dans le but de produire des fleurs comestibles, a posé de nombreux problèmes. Cette plante originaire du Mexique montre des difficultés à s’adapter à la microgravité et les astronautes doivent veiller en permanence à ce qu’elles ne manquent de rien.
Les zinnias avaient d’ailleurs failli mourir quelques semaines plus tôt en raison d’une fuite dans la distribution de la solution nutritive qui a entraîné une stagnation de gouttelettes d’humidité provoquant une attaque des feuilles par des moisissures.
L’attaque de moisissure sur les feuilles des zinnias dans la Station spatiale internationale. © Scott Kelly-Nasa
La première action de jardinage dans l’espace
Scott Kelly a soigneusement découpé les tissus moisis, les prélèvements étant conservés dans des sachets hermétiques et mis au congélateur pour une étude ultérieure sur Terre. Il a désinfecté tous les organes végétaux accessibles avec des lingettes, puis il a placé un ventilateur à proximité des plantes pour réduire l’humidité.
Deux plantes sur quatre ont été sauvées in-extremis grâce aux conseils des botanistes de la Nasa mais surtout en raison de l’indéniable talent de jardinier de Scott Kelly. Il a compris que les végétaux réagissaient de manière parfois confuse comme tous les êtres vivants et que le protocole de « recettes standardisées » devait être aménagé à la discrétion de celui qui cultive les plantes et les observe au quotidien.
10 jours après les interventions de Scott Kelly, deux zinnias ont survécu à l’attaque de moisissure et reprennent leur croissance. ©Nasa
L’obtention d’une floraison dans l’espace représente un challenge plus difficile que de produire des feuilles de laitues car la plante demande entre 60 et 80 jours de culture entre la graine et la fleur. Elle se montre aussi plus sensible aux variations des paramètres environnementaux et aux caractéristiques de la lumière.
Produire de la nourriture fraîche et saine dans l’espace
La difficulté consiste aussi à fournir aux plantes le spectre lumineux adéquat pour qu’elles réalisent efficacement leur photosynthèse. Dans l’ISS, elles sont placées dans des chambres de culture à l’atmosphère et la température contrôlées et elles sont éclairées par des LED rouges bleues et vertes.
Le cosmonaute Maxim Suraev avec des plants de salades dans la station spatiale internationale. ©Nasa
La mise au point de techniques culturales en dehors de l’attraction terrestre n’a pas pour but décorer la station spatiale internationale. Ces expériences s’inscrivent dans le cadre du projet Veggie visant à produire de la nourriture dans l’espace pour assurer la survie des astronautes dans la perspective d’un voyage habité vers mars au début des années 2030. Des études menées par la Nasa ont montré que la consommation d’aliments frais est indispensable pour le bon équilibre psychologique des astronautes dans le cas d’un voyage dans l’espace de longue durée.
Le cosmonaute Valery Korzun observe des plantes de chou japonais Mizuna lors d’une expérience dans l’ISS. ©Nasa
Un tournesol a fleuri dans l’ISS dès 2012
Mais en 2012, l’astronaute Don Pettit avait déjà expérimenté des cultures à bord de L’ISS dans le cadre de ce que la NASA a présenté alors comme une « expérience de biologie personnelle. Ne disposant pas des chambres de cultures sophistiquées qu’il utilise aujourd’hui le programme Veggie, Don Pettit avait installé ses plantes dans des sacs en plastique renfermant un substrat (tenu secret bien sûr). Il a ainsi réussi à faire se développer (mais sans qu’ils produisent) des plants de courgettes et de brocolis, et il a obtenu la floraison d’un tournesol (Helianthus annuus) en juin 2012. Qu’un soleil fleurisse dans l’espace, quoi de plus naturel !
Le tournesol qui a fleuri dans l’ISS en 2012 n’était pas dans sa meilleure forme. ©Nasa
Des tomates dans l’espace pour 2018
Les prochaines productions végétales dans l’espace devraient être des choux chinois et des laitues romaines rouges. Les équipes de la Nasa se sont donné aussi un lourd challenge : produire les premières tomates « extraterrestres » en 2018. Grâce aux expériences précédentes, cela devrait être possible, d’autant que, selon la Nasa, dans l’ISS, les plantes croissent trois fois plus vite que dans le sol. Mais encore faut-il qu’elles produisent et que leur valeur nutritive soit à la hauteur des attentes et des besoins…
Les expériences Veggie réalisées dans l’ISS sont destinées à développer les techniques culturales dans l’espace. ©Nasa