Les voyages spatiaux utiliseront des aliments préparés sur place.

Une protéine issue de l'haleine des astronautes ou un hamburger aux champignons. La production alimentaire sur place permettrait d'allonger les missions des équipages.

Jusqu'à présent, les astronautes se nourrissaient d'aliments préemballés lors de leurs vols spatiaux. Mais dans l'optique de lancer des missions sur de plus longues distances, la NASA a lancé un concours qui, elle l'espère, inaugurera une nouvelle ère d'alimentation durable dans l'espace.

« Les aliments préemballés utilisés à bord de la Station spatiale internationale ont une durée de conservation de 18 mois. Nous ne disposons actuellement d'aucune réserve alimentaire suffisante pour une mission sur Mars », a déclaré Ralph Fritsche, chef de projet principal pour la production de cultures spatiales au Centre spatial Kennedy de la NASA, en Floride. « Le même problème se posera pour les missions lunaires de plus longue durée. »

Selon la NASA, il faudra du temps avant que l'homme n'atteigne Mars, mais la Lune deviendra bientôt une réalité. En 2024, la NASA prévoit d'envoyer quatre astronautes en orbite lunaire dans le cadre du programme Artemis. Ce sera le premier équipage à se poser sur la Lune depuis Apollo 17 en 1972. (Apollo 17, du 7 au 19 décembre 1972, fut la dernière mission lunaire du programme Apollo de la NASA et la dernière fois que des humains ont foulé le sol lunaire.) L'objectif de la NASA est de relancer le programme d'exploration lunaire, et le séjour sur la Lune durera non pas quelques jours, mais potentiellement des semaines, des mois, voire plus.

Pour répondre au problème de l'alimentation des astronautes lors des missions de longue durée, la NASA a lancé le Deep Space Food Challenge en janvier 2021, invitant les entreprises à proposer de nouvelles méthodes de production alimentaire durable. Sur les 200 entreprises initiales, seules 11 équipes ont été retenues pour la deuxième phase (à partir de janvier 2023), dont 8 américaines et 3 internationales. Le 19 mai, la NASA a annoncé les équipes qualifiées pour la phase finale du concours. Les équipes lauréates seront annoncées en avril 2024 après une évaluation plus approfondie de leurs propositions.

« La phase 2 consiste en une démonstration à l'échelle d'une cuisine. La phase 3 mettra les équipes au défi de développer leur technologie à plus grande échelle. Les équipes devront 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 propositions devront viser à créer une variété d'aliments nutritifs pour les astronautes », a déclaré Angela Herblet du Centre de vol spatial Marshall de la NASA en Alabama.

Du hành không gian sẽ sử dụng thực phẩm được chế biến tại chỗ - Bước tiến công nghệ

Compagnie aérienne – l’une des cinq finalistes basées aux États-Unis,

La société Air Company, l'une des cinq finalistes américaines, a conçu un système alimentaire capable d'utiliser le dioxyde de carbone (CO2) émis par les astronautes dans l'espace pour produire du vin, lequel peut ensuite servir à cultiver des aliments. L'entreprise a également mené des recherches sur la production d'alcool destiné au carburant d'aviation et de parfums à partir de CO2.

« Produire de la nourriture à partir d'air peut paraître étrange, mais c'est en réalité beaucoup plus simple », explique Stafford Sheehan, cofondateur et directeur technique d'Air Company. « Nous utilisons du CO2, que nous combinons à de l'eau et à de l'électricité pour créer des protéines. »

Le procédé produit de l'alcool, qui est ensuite fermenté pour créer « quelque chose de comestible », explique Sheehan. L'entreprise a créé une protéine similaire à celle du seitan, un substitut de viande végétalien. « C'est plutôt bon. Le système fermentera en continu pour fournir de la nourriture aux astronautes. Dès qu'ils auront envie de protéines dans l'espace, ils pourront en produire à partir de cette levure en croissance. »

Concept du laboratoire interstellaire en Floride.

Interstellar Lab, une entreprise américaine basée en Floride et finaliste de la phase 3, adopte une approche différente. Son système, baptisé NUCLEUS, est composé de modules de la taille d'un grille-pain. Chaque module est autonome, avec son propre système de contrôle de l'humidité, de la température et d'arrosage. Cette conception permet aux astronautes de cultiver facilement une variété de légumes et même des insectes comme la mouche soldat noire, considérée comme une source prometteuse de protéines. « Nous apportons un petit morceau de l'écosystème terrestre dans l'espace », explique Barbara Belvisi, fondatrice et PDG de l'entreprise. « On peut cultiver des champignons, des insectes et des germes simultanément. »

Les astronautes auront besoin de trois à quatre heures par semaine pour planter, tailler et cultiver des plantes, mais une grande partie de ces tâches sera automatisée par l'IA. « La NASA ne souhaite pas éliminer complètement l'intervention humaine », explique Belvisi. L'entreprise a également conçu des enceintes gonflables plus grandes, appelées BioPods, qu'elle espère pouvoir utiliser un jour sur la Lune ou sur Mars.

Parmi les trois finalistes étrangers figure Mycorena, une entreprise suédoise. Son système de production alimentaire, AFCiS, produit une protéine appelée mycoprotéine par fermentation fongique, en remplacement des sources animales ou végétales. « La mycoprotéine est très riche en protéines (jusqu'à 60 %), en fibres, en vitamines et en nutriments, et pauvre en matières grasses et en sucre », explique Kristina Karlsson, responsable de la recherche et du développement chez Mycorena. « La mycoprotéine elle-même a un goût assez neutre, rappelant l'umami ou le pain levé. La transformation, notamment l'ajout d'arômes ou d'épices, permet de créer une variété d'aliments, comme des burgers ou des nuggets. Un module intégré au système imprime les champignons en 3D pour leur donner la forme alimentaire souhaitée. « Il suffit de choisir sur l'écran et de déguster un morceau de poulet », conclut Kristina Karlsson.

Le système AFCiS de Mycorena (à gauche) produit une mycoprotéine riche en nutriments qui peut également être transformée en figurines imprimées en 3D.

Les idées lauréates de ce concours ne seront pas immédiatement mises en œuvre lors des futures missions lunaires, mais elles démontrent la faisabilité de futures missions spatiales, selon la NASA. « Il faut s'y prendre des années à l'avance pour s'assurer de disposer des capacités nécessaires au moment opportun. Ces capacités semblent prometteuses », a déclaré Fritsche, chef de projet principal pour la production de cultures spatiales au Centre spatial Kennedy de la NASA, en Floride.

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