Activity 2: Élaborer le plan d’une serre pour Mars

Cette activité convient bien à un groupe ou à une approche d’enseignement coopératif. Chaque équipe (groupe) devrait compter environ 4 élèves. L'objectif du groupe est d'élaborer le plan d'une serre qui permettrait de fournir à un équipage de six astronautes environ 50 pour cent de leurs besoins nutritionnels dans le cadre d'une mission de 150 jours sur la planète Mars. Les élèves peuvent utiliser le tableau Caractéristiques de diverses cultures de la section « Ressources » ci-dessous comme point de départ. Chaque équipe doit ajouter au moins une autre culture à la liste et faire des recherches pour trouver de l’information équivalente à celle contenue dans le tableau.

Tâches :

  1. Déterminer les besoins énergétiques de six adultes actifs.
  2. Déterminer les besoins minimaux quotidiens en protéines de six adultes actifs.
  3. Choisir des fruits ou des légumes permettant de satisfaire ces besoins en protéines et en énergie.
  4. Déterminer la surface minimale requise pour faire pousser ces végétaux qui répondent aux besoins de base sur les plans de l'énergie et des protéines.
  5. À partir de cette information, élaborer un plan qui sera présenté aux autres équipes de la classe. Le plan doit inclure toutes les données accumulées et une analyse de ces dernières.

Dehydrated fruit

Figure 3: Bon nombre de fruits et de légumes peuvent être déshydratés afin d'accroître leur durée de conservation. Consommés à l'état frais, ces aliments constituent une source importante d'eau.

Activités de prolongement

  1. Sur Mars, l'intensité du Soleil est environ la moitié de celle ressentie sur la Terre. Y aura-t-il suffisamment de lumière solaire sur Mars pour permettre la photosynthèse?
  2. Faites des expériences afin de déterminer les effets d'une luminosité réduite sur le temps nécessaire pour que les fruits et les légumes atteignent la maturité.
  3. Il se peut que le sol martien soit chimiquement actif et qu'il soit impropre à la culture des végétaux. Une des solutions possibles serait de faire croître les végétaux au moyen de systèmes hydroponiques. Concevez un système hydroponique capable de faire pousser des tomates et ne nécessitant que la quantité minimale d'eau pour y parvenir.
  4. Sur Terre, la couche d'ozone protège la plupart des organismes contre les rayons ultraviolets (UV) nocifs qui sont émis par le Soleil. Sur Mars, il n'y a pas de couche d'ozone. Bien que l'intensité du rayonnement ultraviolet dans la partie supérieure de l'atmosphère de Mars soit moindre que sur Terre (notamment en raison de l'éloignement de Mars par rapport au Soleil), les rayons UV demeurent mortels pour les végétaux (c.-à-d., que l'environnement UV à la surface de Mars est beaucoup plus inhospitalier que sur Terre).
    • Malgré la couche d'ozone autour de la Terre, les végétaux (et les humains) qui sont exposés à la lumière directe du Soleil reçoivent quand même des doses dangereuses de rayons ultraviolets. Comment les feuilles vertes des végétaux se protègent-elles contre les dommages provoqués par les rayons UV?
    • Les plantes n'ont pas toutes la même sensibilité aux rayons ultraviolets. Faites une recherche documentaire afin de trouver quelques végétaux résistants aux rayons UV. Serait-il possible d'ajouter génétiquement ce code de résistance aux rayons UV à d'autres végétaux pour permettre leur culture sur Mars?
    • Les rayons ultraviolets sont extrêmement dommageables pour les plastiques. Existe-t-il des matériaux légers et transparents qui pourraient être utilisés pour construire des serres martiennes - des matériaux qui sont non seulement résistants aux rayons UV, mais qui peuvent également les bloquer?
  5. Même les végétaux qui résistent bien au Soleil et qui sont cultivés à l'intérieur pendant les mois d'hiver ont besoin d'être « conditionnés » ou « acclimatés » avant de pouvoir être laissés à l'extérieur en plein Soleil, au printemps, sans quoi ils risquent de mourir. Faites une recherche documentaire sur ce sujet. Plus spécifiquement, déterminez comment les végétaux s'acclimatent à leur environnement.
  6. Afin de comprendre l'incidence que peuvent avoir les aliments (et le régime alimentaire) sur une expédition, faites une recherche sur l'expédition Franklin lancée en 1845 pour l'exploration de l'Extrême-Arctique canadien.
  7. Pour en savoir plus sur les menus choisis par différents astronautes de l'Agence spatiale canadienne, comme Robert Thirsk, consultez le site Web de l'ASC à l'adresse suivante http://www.espace.gc.ca/asc/fr/astronautes/missions.asp. Robert Thirsk a passé 189 jours (un peu plus de 6 mois) à bord de l’ISS. Ses repas répondent-ils à tous les critères d'un régime équilibré?
  8. Étudiez le rôle des vitamines et des minéraux dans l'alimentation humaine. Les astronautes qui prendront part à des missions spatiales de longue durée devront-ils prendre des vitamines et des suppléments minéraux?