Jusqu'à présent, les astronautes se nourrissaient de nourriture préemballée pendant leurs vols spatiaux. Mais avec l'objectif de lancer des missions sur des distances et des durées plus longues, la NASA a lancé un concours qui, espère-t-elle, ouvrira 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 », a déclaré Ralph Fritsche, chef de projet senior pour la production de cultures spatiales au Centre spatial Kennedy de la NASA, en Floride. « Nous ne disposons actuellement d'aucun aliment capable de soutenir une mission vers Mars. Le même problème se posera avec des missions de plus longue durée vers la Lune. »
Selon la NASA, il faudra du temps pour que les humains atteignent Mars, mais un voyage vers 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 (7-19 décembre 1972) était la dernière mission d'alunissage du programme Apollo de la NASA, et aussi la plus récente où des humains ont posé le pied sur la Lune. L'objectif de la NASA est de relancer la campagne de retour d'humains sur la Lune, et le séjour sur place ne durera pas seulement quelques jours, mais peut-être des semaines, des mois, voire plus.)
Pour répondre à la problématique de l'alimentation des astronautes lors de 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 initialement retenues, la deuxième phase (à partir de janvier 2023) ne compte que 11 équipes, dont 8 équipes américaines et 3 équipes internationales. Le 19 mai, la NASA a annoncé les équipes qualifiées pour la phase finale du concours. Les équipes gagnantes seront nommées en avril 2024, après une évaluation plus approfondie de leurs propositions.
« La phase 2 est une démonstration en cuisine. La phase 3 mettra les équipes au défi de développer 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 propositions doivent viser à produire 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'une des cinq finalistes basées 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, lequel peut ensuite servir à cultiver des aliments comestibles. L'entreprise a également étudié des méthodes de production d'alcool pour le kérosène et de parfum à partir de CO2.
« Créer de la nourriture à partir de l'air peut paraître étrange, mais c'est en réalité bien plus simple », explique 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. »
Le procédé produit de l'alcool, qui fermente ensuite, créant ainsi « 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. « C'est plutôt bon. Le système fermentera en continu pour nourrir les astronautes. Dès que vous aurez envie d'une protéine dans l'espace, vous en fabriquerez une à partir de cette levure en croissance. »
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| Concept du laboratoire interstellaire en Floride. |
Interstellar Lab, finaliste de la phase 3 basé en Floride aux États-Unis, adopte également une approche différente. Son système, baptisé NUCLEUS, est un ensemble modulaire de boîtes de la taille d'un grille-pain. Chacune est autonome et dispose de son propre système d'humidité, de température et d'arrosage. Cette conception permet aux astronautes de cultiver facilement une variété de légumes et même des insectes comme les mouches soldats noires, considérées comme une source prometteuse de protéines. « Nous apportons un petit morceau de l'écosystème terrestre dans l'espace », a déclaré Barbara Belvisi, fondatrice et PDG de l'entreprise. « On peut cultiver des champignons, des insectes et des pousses simultanément. »
Les astronautes auront besoin de trois à quatre heures par semaine pour planter, tailler et cultiver leurs 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 enceintes gonflables plus grandes, appelées BioPods, qui, espère-t-elle, pourront un jour être utilisées sur la Lune ou sur Mars.
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L'une des trois finalistes étrangères est Mycorena, basée en Suède. Son système de production alimentaire, AFCiS, produit une protéine appelée mycoprotéine à partir de la fermentation fongique pour remplacer les sources animales ou végétales. « La mycoprotéine est très riche en protéines (jusqu'à 60 %), riche en fibres, vitamines et nutriments, et pauvre en matières grasses et en sucre », explique Kristina Karlsson, responsable de la recherche et du développement de l'entreprise. « La mycoprotéine elle-même n'a pas beaucoup de goût, elle est très neutre, comme l'umami ou le pain à la levure. Sa transformation, notamment son association avec des arômes ou des épices, permet de créer une variété d'aliments, comme des hamburgers ou des nuggets. Un module intégré au système imprime en 3D les champignons pour leur donner la forme souhaitée. « Vous pouvez choisir un morceau de poulet sur l'écran », 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. |
Les idées gagnantes de ce concours ne seront pas immédiatement utilisées lors de futures campagnes d'alunissage, mais elles démontrent la faisabilité de futures missions spatiales, selon la NASA. « Il faut s'y prendre des années à l'avance pour être sûr de disposer des capacités nécessaires au moment opportun. Ces capacités semblent prometteuses », a déclaré Fritsche, chef de projet senior pour la production de cultures spatiales au Centre spatial Kennedy de la NASA, en Floride.
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