Contexte

La survie des explorateurs lors de missions spatiales de longue durée dépend en grande partie de leur régime alimentaire. Non seulement l'apport calorifique doit-il être suffisant pour les activités qu'ils sont appelés à réaliser, mais leur régime alimentaire doit être riche en vitamines et en minéraux essentiels de manière à assurer leur bon état de santé pendant toute la durée de la mission.

Un régime alimentaire à base d'aliments frais et variés est essentiel au maintien d'une bonne santé physique et psychologique.

D'un point de vue purement technique, il sera absolument nécessaire de faire pousser au moins une partie des aliments que les astronautes consommeront dans le cadre des missions spatiales de longue durée étant donné que la masse des semences est de loin inférieure à celle de la nourriture qu'elles produisent.

La constitution d'une réserve alimentaire capable de subvenir aux besoins alimentaires des astronautes pendant plusieurs années contribue à faire augmenter significativement le coût des missions de longue durée, à moins de faire croître les aliments requis une fois à destination.

Bien entendu, une grande partie des aliments est constituée d'eau. C'est pourquoi il sera important de trouver une source d'eau sur Mars si nous voulons y faire pousser des plantes comestibles lorsque nous y poserons le pied.

Greenhouse

Figure 1: Sur Mars, l'atmosphère ténue et les températures très froides nous obligeront à installer des serres pour permettre aux végétaux de survivre, de croître et de produire des légumes et des fruits.

Lorsque les astronautes fouleront le sol martien, ils seront contraints d'y rester pour une période assez longue (entre 6 et 9 mois) avant qu'une fenêtre de retour ne s'ouvre (cette fenêtre est établie par l'alignement Terre-Mars au moment du lancement de la mission).

Sur Mars, de petites serres légères seront nécessaires. Quelle sera la taille optimale d’une serre sur Mars, compte tenu du coût de son expédition et des avantages tirés des plantes qui y pousseront? Quels types de semences devrions-nous envoyer sur Mars? Devrions-nous faire germer une partie des semences dans l'espace, avant d'atterrir sur Mars, question de prendre un peu d'avance? Si oui, quels types de semences devrions-nous utiliser, et à partir de quel moment devrait-on les faire germer? La présente étude se penche sur ces questions et quelques autres du même type.

Low pressure greenhouses

Figure 2: On pourrait se servir de serres à basse pression sur Mars pour faire pousser des aliments dans le cadre de missions de longue durée. Les revêtements transparents devront garder les cultures au chaud et les protéger contre les rayons ultraviolets.

Remarques

Les activités comprises dans cette unité visent l’étude de la biochimie et de la biophysique des végétaux ainsi que de la nutrition humaine.

L'activité 1 porte sur le contenu en eau des fruits et des légumes.

L'activité 2 se penche plus spécifiquement sur les besoins nutritionnels de l'être humain et sur la manière dont on peut satisfaire ces besoins au moyen d'une vaste gamme de fruits et de légumes soigneusement choisis.

Les activités de prolongement visent à accroître les connaissances dans plusieurs domaines allant de la physiologie végétale à la nutrition humaine. Elles peuvent aussi servir de point de départ pour des unités d'études indépendantes sur la science et la famille.