Une équipe de recherche scientifique dirigée par l'Université du Texas à Austin a récemment annoncé avoir réussi à cultiver et à récolter des pois chiches dans un « sol lunaire » qui simule la matière présente à la surface de la Lune, fournissant ainsi une base expérimentale importante aux futurs astronautes pour cultiver des aliments frais localement sur la Lune. Les résultats pertinents ont été publiés dans la revue "Scientific Reports" le 5 mars.


Alors que la National Aeronautics and Space Administration (NASA) se prépare pour la mission Artemis II et que les humains reviennent sur la surface lunaire, « quoi manger » pendant le séjour de longue durée est devenu une question réelle et urgente. Les dernières recherches d’une équipe de l’Université du Texas donnent une réponse plutôt terre-à-terre : les pois chiches. Les chercheurs ont réussi à cultiver et à récolter des pois chiches dans un « sol lunaire » simulé spécialement préparé. C’est également la première fois que cette culture est entièrement cultivée dans un environnement de sol lunaire simulé.

Sara Santos, chercheuse postdoctorale à l'Institut de géophysique (UTIG) de la Jackson School of Geosciences de l'Université du Texas et principale responsable de cette étude, a déclaré que l'objectif principal du travail est de clarifier la faisabilité de la culture de cultures sur la Lune. Elle a souligné que la matière meuble recouvrant la Lune est scientifiquement appelée « sol lunaire », qui est complètement différent du sol de la Terre. Il ne contient ni matière organique ni communauté microbienne dont les plantes ont besoin pour survivre. Il contient également des métaux lourds qui peuvent inhiber la croissance des plantes, mais il contient également des éléments minéraux nécessaires aux cultures.

Pour se rapprocher le plus possible de l’environnement réel, l’équipe a utilisé un sol lunaire simulé préparé par Exolith Labs. Les propriétés chimiques et physiques de ce matériau étaient basées sur des échantillons lunaires rapportés par les missions Apollo. Les chercheurs ont ensuite ajouté du « lombricompost » au sol lunaire simulé – une matière hautement nutritive produite par des vers rouges décomposant les déchets organiques. Il est riche en nutriments essentiels et en communautés microbiennes complexes et peut améliorer considérablement les conditions de croissance des plantes. Il est prévu que dans le futur, lors de véritables missions habitées, les astronautes puissent transformer les déchets organiques tels que les résidus alimentaires, les vêtements en coton et même certains produits d'hygiène quotidienne en un compost similaire, qui pourrait être utilisé pour améliorer le sol lunaire.

En termes de sélection des cultures, l'équipe a choisi la variété de pois chiche « Myles » car elle présente un type de plante compacte, une forte résistance au stress et convient à la plantation dans des environnements de mission avec un espace et des ressources très limités. Afin de résoudre le problème de la structure lâche et de la faible capacité de rétention d'eau du sol lunaire simulé, les chercheurs ont également développé un système d'irrigation basé sur des noyaux conducteurs d'eau en coton pour transporter avec précision l'eau vers la zone racinaire du pois chiche afin de garantir que l'approvisionnement en humidité des racines est maintenu dans des conditions extrêmes du substrat.

Notamment, les scientifiques ont délibérément enduit les graines de pois chiches de champignons mycorhiziens arbusculaires avant le semis. Ces champignons peuvent établir une relation symbiotique avec les racines des plantes. D’une part, ils aident les plantes à absorber plus efficacement les nutriments. D’autre part, ils réduisent la proportion de métaux lourds absorbés par les plantes à partir du sol, atténuant ainsi la pression des « environnements toxiques ». L'équipe de Santos a effectué des tests de plantation après avoir mélangé différents mélanges de sol lunaire simulé et de lombricompost. Les résultats ont montré que dans les substrats contenant jusqu'à 75 % de sol lunaire, les pois chiches peuvent toujours pousser et être récoltés normalement. Cependant, lorsque la proportion de sol lunaire continue d'augmenter, les plantes commencent à s'affaiblir considérablement et meurent même prématurément. Même dans des conditions très stressantes, les plantes traitées avec des champignons ont survécu beaucoup plus longtemps que les plantes non traitées, soulignant le rôle clé des champignons mycorhiziens dans ce système agricole extrême.

Les chercheurs ont également découvert que ces champignons peuvent non seulement coloniser avec succès l'environnement du sol lunaire simulé, mais également le maintenir pendant une longue période, ce qui signifie que dans les futurs systèmes de plantation lunaire, il suffira peut-être d'introduire des champignons pour la première fois pour continuer à fonctionner. Mais même si une récolte réussie constitue une étape importante, la sécurité de la consommation des pois chiches nécessite encore des vérifications plus approfondies. Jessica Atkin, première auteure de l'article et doctorante au Département des sciences des sols et des cultures de la Texas A&M University, a déclaré que la prochaine étape consistera à mener une analyse systématique des pois chiches récoltés pour évaluer s'ils sont enrichis en métaux potentiellement nocifs et déterminer leur composition nutritionnelle. Elle a posé une série de questions sur les applications potentielles : ces pois chiches conviennent-ils à la nourriture des astronautes ? Les nutriments sont-ils adéquats ? Si ce n’est pas suffisamment sûr au début, combien de générations de sélection et de réglementation environnementale faudra-t-il pour atteindre la norme ?

La recherche a été initialement lancée en grande partie grâce à l'autofinancement de Santos et d'Atkin, et s'est poursuivie et élargie grâce au financement du projet FINESST de la NASA. Alors que les missions humaines d'exploration de l'espace lointain passent progressivement d'expériences à court terme à des séjours à long terme, l'exploration de « l'agriculture in situ » dans des environnements extrêmes passe des concepts de science-fiction à de véritables laboratoires, et les pois chiches plantés avec succès dans le « sol lunaire » sont le dernier échantillon de ce processus.