Artemis II : quels aliments les membres de la mission ont-ils emporté dans l'espace ?
À l’intérieur d’une cuisine du Centre spatial Johnson de la NASA, Xulei Wu a préparé un repas complet pour ma visite. Il y a de la poitrine de bœuf au charbon de bois, mais aussi du poulet à la salsa avec tortilla en accompagnement. Des macaronis au fromage onctueux et du chou rouge braisé. Et pour le dessert, ce sera crumble aux cerises et myrtilles avec un café chaud. La nourriture est disposée habilement sur de la vaisselle arborant le célèbre logo de l’agence spatiale. C’est un festin appétissant, mais l’expérience de dégustation n’est pas tout à fait celle que la cheffe prévoit. « Ils n’ont pas vraiment d’assiettes en microgravité », explique Xulei Wu.
Car voici en effet de la nourriture d’astronaute du 21e siècle, que l’on savoure idéalement en lévitation dans un vaisseau spatial filant à des milliers de kilomètres par heure en profitant de vues splendides et irréelles. Xulei Wu est responsable du Laboratoire des systèmes alimentaires spatiaux de la NASA, qui assure les services de restauration des missions cosmiques. Voilà quinze minutes, ce repas était scellé dans divers sachets hermétiques, lyophilisé et préservé à la perfection. Xulei Wu en a ravivé les contenus en y ajoutant de l’eau et de la chaleur, le tout en prenant soin de ne pas déchirer le haut des emballages jusqu’au bout, une habitude d’astronaute pour éviter que des déchets ne s’en aillent flotter on ne sait où.
Nous sommes assis à la table même où les astronautes de la mission Artemis II ont goûté les plats prêts à manger dans l’espace et choisi ceux qu’ils emmèneraient pour leur voyage historique autour de la Lune, une première depuis plus de cinquante ans. Ils ont décollé la semaine dernière pour une expédition de dix jours rappelant celles qui précédèrent l’alunissage triomphant de 1969. Opération à enjeux élevés, Artemis II mobilise des nouvelles technologies de vaisseaux et de fusées qui n’avaient encore jamais servi à transporter d’équipage humain et qui ont nécessité une préparation et une formation techniques hors normes. Et ce qui figure au menu a aussi son importance.
La nourriture des astronautes est un sujet sérieux depuis le début de l’âge spatial, notamment pour des raisons évidentes de survie et de santé. L’une des premières choses que firent Neil Armstrong et Buzz Aldrin après avoir aluni fut de manger (un repas qui inclut des dés de lard et du café). « Ground Control a permis aux explorateurs lunaires de faire l’impasse sur la période de repos prévue, mais pas sur ce repas », écrivirent des nutritionnistes de la NASA dans la revue Nutrition Today en 1969. « Pour marcher sur la Lune, les astronautes ont eu besoin de l’énergie procurée par la nourriture. » Ces scientifiques comprenaient également, de même que les scientifiques actuel, qu’une multitude de plats riches en saveur peut non seulement nourrir l’organisme des astronautes, mais également leur esprit, et créer un sentiment de normalité dans des conditions proprement hors du commun.
La cuisine spatiale s’est considérablement améliorée ces dernières décennies ; plus personne ne doit presser de la viande tiède en purée dans sa bouche à partir de tubes en aluminium. « Nous devons manger nos légumes même dans l’espace, mais ne vous inquiétez pas, ils nous donnent aussi des macaronis au fromage », a lancé Christina Koch, spécialiste de mission sur Artemis II, à un groupe d’enfants canadiens au quatrième jour de la mission. De fait, l’équipage de la mission a embarqué avec les tout derniers plats au menu spatial et avec un nouvel appareil de cuisine pour réchauffer ses repas.
Se projetant déjà au-delà des premières missions Artemis, des scientifiques et des ingénieurs de la NASA et d’autres institutions continuent de faire des tests avec la cuisine cosmique, ils prolongent notamment la durée de vie des aliments et posent les jalons d’une agriculture extraterrestre. Ils devront concocter de nouvelles idées pour répondre aux besoins d’une vision spatiale plus vaste : une base permanente sur la Lune, un voyage de plusieurs mois vers Mars, un habitat sur la planète rouge. Les astronautes futurs pourraient imprimer des en-cas en 3D, faire pousser des produits dans des serres gérées par l’IA et transporter des seaux de terre extraterrestre dans leurs fermes en intérieur. L’humanité est en train de faire un bond vers ce qui pourrait s’avérer l’ère la plus délicieuse de son histoire spatiale.
Mais revenons au Centre spatial Johnson, où je me mets à table. Les macaronis au fromage ont le goût réconfortant des produits industriels que l’on connaît, mais ils sont moins salés. Les astronautes ont une alimentation pauvre en sodium pour protéger la santé de leurs os en microgravité. Je suis surtout impressionnée par le café instantané qui n’a pas, contrairement à une idée que je m’étais faite, le goût du café fade des diners américains avec ses notes de caoutchouc brûlé et de déception, mais plutôt une texture onctueuse et une saveur assez délicieuse. Pour une civilisation spatiale aux rêves grandioses, le café va probablement être important, voire essentiel au succès des missions.
QU’Y A-T-IL AU MENU DANS L’ESPACE ?
En 1968, le jour de Noël, les astronautes d’Apollo 8, en route vers la Terre après avoir fait le tour de la Lune, critiquèrent gentiment leur menu à bord lors d’une retransmission en direct suivie dans le monde entier. « La nourriture est variée, généralement assez bonne. Mais si cela ne ressemble pas à un éloge enthousiaste, c’est parce que ça ne l’est pas », déclara Frank Borman, commandant de la mission. Ils s’étaient principalement nourris de cubes compressés de viande, de pain et de fruits qui, après avoir été réhydratés, avaient tendance à avoir davantage le goût de l’emballage que de celui de l’aliment. Mais lorsque les membres de l’équipage ouvrirent leur dîner de Noël, ils découvrirent un délicieux festin composé de vraie dinde, de sauce brune et de compote de pommes aux canneberges, un repas qui suggérait qu’un futur plus riche en saveurs était possible.
Aujourd’hui, le garde-manger de la Station spatiale internationale (ISS) propose 200 options d’aliments et de boissons conçues pour rester appétissantes, sûres et nourrissantes pendant une à trois années. Certains voyageurs cosmiques ont affirmé que la nourriture avait un gout différent dans l’espace ; des chercheurs ont avancé que la microgravité pouvait perturber l’odorat des astronautes, un facteur clé dans la perception du goût, quand les fluides corporels remontent vers la tête et provoquent une congestion. L’équipe de Xulei Wu interroge tous les astronautes à leur retour sur ce qu’ils ont aimé ou non. Elle a récemment retiré le gruau de maïs au fromage après des retours mauvais. « C’est mission impossible de créer un menu standard que tout le monde apprécierait, mais il y a toujours de la marge pour s’améliorer », confie-t-elle.
Le pain demeure une recette impossible à adapter ; des miettes flottantes pourraient interférer avec les appareils à bord. Les astronautes mangent donc des tortillas et du pain sans levain à la place. Récemment, les chefs de la NASA ont essayé de faire du bœuf teriyaki, mais ils se sont rendu compte que l’un de leurs procédés de préservation habituels, la thermostabilisation, qui consiste à soumettre les aliments à une chaleur élevée, rendait la viande coriace. Ils ont donc décidé de passer le plat aux rayons gamma, une technique habituelle pour éliminer les micro-organismes qui gâtent les aliments. Mais le plat comportait de l’ananas, qui contient une enzyme particulière que la radiation n’atteignait pas. « Le produit final a un goût merveilleux, mais après deux ans de conservation, cette enzyme continue de dégrader la texture de la viande, explique Xulei Wu. La texture du bœuf finit par devenir terriblement affreuse et dégoûtante. »
Même si la mission Artemis II ne dure que dix jours, les astronautes ont goûté l’intégralité des 200 mets avant leur vol pendant quatre séances d’une heure, raconte Xulei Wu. Pour échapper à la gravité terrestre, il faut voyager léger, et Xulei Wu ne souhaitait pas envoyer quoi que ce soit que les membres de l’équipage ne mangeraient pas. Les végétariens devraient d’ailleurs plutôt viser la Lune plutôt que l’ISS, car si les astronautes d’Artemis peuvent composer leur stock sur mesure, les résidents de l’ISS ne peuvent pas faire le plein de plats végétariens.
La vie dans l’espace ne permet pas de cuisiner à flamme nue. Ainsi, l’équipage devra réchauffer ses repas à l’aide d’un nouvel appareil conçu spécialement pour Orion, leur minuscule capsule en forme de berlingot. Je me trouve dans le simulateur de vol d’Orion du Centre spatial Johnson quand Wyeth McKinley, instructeur de l’équipage d’Artemis, arrive avec une maquette du chauffe-plat. On dirait qu’il vient tout juste de le dérober à James Bond ; de l’extérieur, ce chauffe-plat ressemble à mallette confidentielle, argentée et élégante.
Wyeth McKinley fait sauter les loquets, qui révèlent une plaque métallique traversée de chaque côté de sangles élastiques. Il glisse un assortiment de paquets sous les sangles : soupe tomate-basilique, soupe de pois cassés, curry de poisson indien et pudding au pain. La plaque atteint 85°C et réchauffe des aliments et des boissons entre 68 et 79°C ; une belle amélioration depuis l’époque d’Apollo où les astronautes réchauffaient les aliments avec des pistolets à eau chaude. Des rations bien chaudes peuvent être prêtes en quinze minutes ou en moins d’une heure si le chauffe-plat est rempli à sa capacité maximale de douze paquets.
D’après Paul Boehm, responsable des systèmes d’équipage pour Orion, lorsque la NASA a commencé à mettre au point cet appareil, en 2018, les responsables d’Orion prévoyaient que l’équipage n’allumerait le chauffe-plat que pour le petit-déjeuner, le déjeuner et le dîner et qu’ils le garderaient rangé le reste du temps. Toutefois, les astronautes voulaient pouvoir grignoter dès qu’une envie se faisait sentir. Cela a posé un défi opérationnel : un chauffe-plat branché en permanence puise dans l’alimentation de la capsule, rappelle-t-il, et « chaque fois que l’équipage l’ouvre, cela introduit de la chaleur dans la cabine, et nous devons refroidir la cabine ». Mais les ingénieurs ont refait les calculs nécessaires, et l’équipage peut désormais lancer le chauffe-plat dès le réveil et le laisser tourner jusqu’à l’extinction des feux.
Selon Paul Boehm toujours, plus tôt dans la préparation de la mission, des planificateurs avaient également suggéré, en gardant bien à l’esprit les masses limites de ce qu’Orion pouvait transporter, que l’équipage se sustente principalement de barres alimentaires contenant l’apport calorique et nutritionnel d’un repas. L’équipe de Xulei Wu a conçu des barres se déclinant en plusieurs saveurs (gingembre-vanille, miel-noix et banane-noix) et a invité le personnel du Centre spatial Johnson à les essayer. Selon Xulei Wu, les testeurs les ont appréciées, mais ont rechigné à l’idée qu’elles remplacent des repas entiers. « La plupart des gens préfèrent encore de la vraie nourriture. »
Selon Suresh Pillai, professeur de microbiologie et directeur du Centre national de recherche sur les faisceaux d’électrons de l’Université A&M du Texas, qui produit des aliments thermostabilisés pour la NASA, cela représentera un défi de taille pour les voyages dans l’espace lointain vers Mars, qui nécessiteront une stabilité de conservation de cinq à sept ans. Les chercheurs de ce centre testent une autre méthode pour préserver goût et qualité : ils utilisent des faisceaux d’électrons. Alors que je visite son laboratoire sur le campus d’A&M, Suresh Pillai me conduit dans une cave sinueuse aux murs de ciment où des électrons ultra-rapides jaillissent d’une grande hotte métallique fixée au plafond bas et stérilisent des produits alimentaires qui défilent sur un tapis roulant au-dessous. « Quand vous empêchez la prolifération microbienne, vous prolongez mécaniquement la durée de conservation », explique-t-il. Pour l’instant, à en juger par les essais préliminaires, la technique semble préserver les échantillons alimentaires pendant quatre ans, mais des expériences plus formelles tenteront de pousser ce maximum à sept ans.
De retour à l’étage, un fumet délicieux embaume la pièce. Dans une cuisine industrielle, des étudiants en licence de sciences de l’alimentation vêtus de blouses et de charlottes, pèsent des portions de nourriture spatiale chaude. « Curry de poisson indien », m’informe l’un d’eux. Dans la décennie qui vient, les explorateurs lunaires pourraient humer le même arôme à l’intérieur d’une base lunaire confortable. Au début, ils seront hors de portée des missions de ravitaillement livrant fruits et légumes frais qui, selon les résidents de l’ISS, apportent avec elles « des bienfaits psychologiques profonds ». À terme, ces astronautes devront vivre des ressources de la Terre.
S’ENRACINER SUR LA LUNE
Le laboratoire de biologie d’Anna-Lisa Paul et Rob Ferl à l’Université de Floride à Gainesville est jonché de minuscules plantes vertes aux feuilles duveteuses et aux tiges fines comme des cheveux d’anges. Elles poussent dans des boîtes de Petri, tournent lentement dans une chambre rotative et s’élèvent de pots de la taille d’un dé à coudre, les plus grandes se terminent par de fragiles fleurs blanches. Arabidopsis thaliana est une plante d’apparence modeste fréquemment utilisée dans la recherche en biologie végétale, mais en 2022, l’espèce a accompli une première miraculeuse pour la vie des plantes sur la Terre : elle a pris racine dans un matériau lunaire prélevé lors des missions Apollo.
La couche superficielle rocheuse et poussiéreuse de la Lune, le régolithe, se compose de fragments de roche exceptionnellement tranchant et irréguliers. Anna-Lisa Paul, Rob Ferl et leur équipe avaient passé plusieurs années à s’exercer sur un régolithe artificiel conçu pour mimer sa composition. En 2022, ils ont enfin eu l’occasion d’utiliser le vrai matériau, provenant des collections des missions Apollo 11, 12 et 17 de la NASA, mais celui-ci refusait d’absorber de l’eau. Les gouttelettes restaient immobiles à la surface, recouverte d’une fine poudre extraterrestre. Les deux chercheurs ont donc décidé d’essayer de mélanger le sol. « Ça a grimpé le long du mélangeur, ce petit embout de pipette, et on aurait dit que quelque chose était vivant, se souvient Anna-Lisa Paul. C’était vraiment étrange. » Quelques minutes plus tard, une fois le régolithe suffisamment humidifié, on y a déposé des graines d’Arabidopsis.
Deux jours plus tard, Anna-Lisa Paul et Rob Ferl ont franchi la porte de leur salle de culture et entrouvert celles de l’Univers. « Voir toutes ces petites pousses vertes, chaque graine que nous avions placée là avait germé, absolument toutes, et on s’est dit, OK, on va sur Mars, on va sur la Lune », raconte Paul. Ils avaient sous les yeux la preuve que des astronautes pouvaient emporter une flore terrestre dans le Système solaire et y créer un jardin.
Anna-Lisa Paul et Rob Ferl avaient déjà envoyé Arabidopsis dans d’autres aventures cosmiques, à bord des navettes spatiales de la NASA et à bord de l’ISS. En étudiant leur matériel génétique après son retour sur Terre, ils ont appris que les plantes détestent l’espace, pour ainsi dire. En contexte de microgravité, Arabidopsis active des gènes associés à la réparation de ses parois cellulaires, une réaction qui, sur Terre, se déclenche quand la plante est sous la menace de bactéries ou de champignons. « Si vous êtes dans un environnement qui échappe complètement à votre expérience, vous êtes susceptible d’essayer des choses qui vont, selon vous, fonctionner pour que vous alliez mieux », explique Anna-Lisa Paul.
Après avoir retiré et analysé leur première récolte de plantes lunaires, Anna-Lisa Paul et Rob Ferl ont continué à planter des graines dans le régolithe. Chaque cycle de plantes transformait le matériau, créant un sol plus terrestre. Au troisième cycle, Arabidopsis s’épanouissait presque. Il s’avère que le régolithe peut devenir sol fertile quand « la biologie interagit avec lui », explique Anna-Lisa Paul. Les recherches derrière cette découverte n’ont pas encore été publiées, mais elles ont des implications extraordinaires : si de futurs botanistes de l’espace parviennent à atténuer les aspects nocifs du sol lunaire de cette manière, « on peut tout à fait faire pousser des plantes dans le régolithe lunaire », ajoute-t-elle.
Arabidopsis n’est en elle-même ni particulièrement savoureuse, ni particulièrement nutritive. Les futurs agriculteurs de l’espace devront planter de cultures plus substantielles ; et certains laboratoires prennent déjà des mesures pour mettre en place la toute première exploitation « de la ferme à la table » extraterrestre de l’Univers.
LES GRAINES DE L’AGRICULTURE SPATIALE
Un petit jardin de patates douces dont les jeunes feuilles s’enroulent autour de tuteurs en bois enfoncés dans la terre remplit un conteneur de la taille d’un réfrigérateur dans le laboratoire de Carlos Hotta, à l’Université de São Paulo, au Brésil. L’un des pots est resté dans un coin sombre d’une pièce pendant des mois avant d’être transféré dans cette tente de culture high-tech à l’intérieur brillant et argenté conçu pour maximiser la lumière artificielle, et la plante semblait parfaitement satisfaite. « Peu de lumière, beaucoup de lumière, peu d’eau, beaucoup d’eau, elle pousse toujours et essaie de tout conquérir, observe Carlos Hotta. Elles vont être super pour l’espace. »
Carlos Hotta est membre d’un nouveau projet brésilien d’agriculture spatiale financé en partie par Embrapa, une entreprise agricole d’État, dont le but est de faire pousser de la nourriture dans des lieux extraterrestres tout en révélant de nouvelles approches pour l’agriculture terrestre. On a déjà cultivé dans l’espace des plantes prévues pour être consommées par des humains, notamment de la laitue, du chou et du chou kale à bord de l’ISS. Mais le réseau de chercheurs brésiliens issus de plus d’une douzaine d’institutions, souhaite se concentrer sur des aliments plus consistants. Les pois chiches sont riches en protéines et les patates douces on ne peut plus polyvalentes ; chaque partie de la plante est comestible, des feuilles aux tubercules en passant par la tige.
Carlos Hotta étudie l’horloge circadienne des plantes, un mécanisme interne synchronisé avec les changements environnementaux qui aide à guider les réactions physiologiques de la plante. En se réglant sur ce minuteur invisible, de futurs agriculteurs pourraient favoriser la productivité et la tolérance au stress de leurs cultures ; ils pourront prodiguer des soins horticoles au moment où les plantes y seront le plus réceptives et ajuster l’environnement artificiel pour mieux se synchroniser avec ces rythmes internes.
Selon Carlos Hotta, les scientifiques pourraient même modifier génétiquement l’horloge circadienne elle-même. Les plantes s’appuient sur ce mécanisme pour réguler les systèmes qui protègent leur ADN contre le pire du rayonnement ultraviolet émis par le Soleil. Certaines plantes absorbent par exemple moins de lumière vers midi pour réduire leur exposition. Le soleil brille d’une lumière bien plus faible sur Mars, mais la planète rouge ne possède pas de couche d’ozone protectrice, ce qui signifie que la surface baigne constamment dans les radiations nocives. Les plantes terrestres cultivées sur Mars devront se protéger sérieusement. « L’idée est de faire en sorte que des systèmes comme la réparation de l’ADN fonctionnent toute la journée, au lieu qu’ils aient un pic d’activité quelques heures par jour », explique Carlos Hotta.
L’an dernier, les chercheurs brésiliens ont envoyé des semis de patates douces et des graines de pois chiches à la limite de l’espace avec Blue Origin, les exposant pendant plusieurs minutes à la microgravité (et à la voix de Katy Perry). Paulo Hercílio Rodrigues, professeur d’horticulture à l’École supérieure d’Agriculture Luiz-de-Queiroz, a poursuivi ces recherches créant ses propres parcelles d’espace lointain dans son laboratoire de Piracicaba, dans le sud-est du Brésil, à l’aide d’un clinostat. Cette machine un peu particulière permet de maintenir de petites chambres de culture dans un mouvement perpétuel, ce qui simule un environnement de microgravité pour les tissus végétaux captifs.
En plaçant de tout jeunes plants de patates douces dans ces conditions pendant trente jours, Paulo Hercílio Rodrigues et ses collègues ont découvert que les plantes développaient des tiges plus épaisses que leurs homologues qui restaient statiques. Elles n’étaient toutefois pas plus productives sur le plan de la photosynthèse ; en l’absence de l’attraction familière de la gravité, les patates douces pourraient avoir alloué plus d’énergie à la fortification de leur organisme qu’à leur propre nutrition. Selon Paulo Hercílio Rodrigues, les patates douces poussaient également bien sous lumière bleue, chose qui suggère que la longueur d’onde atténuait en partie le stress des plantes.
Le laboratoire de Paulo Hercílio Rodrigues regorge de dizaines de bocaux en plastique, embués et tachetés par la condensation, contenant des semis de cultures comestibles qui, toutes, poussent sereinement sur la seule planète qu’elles sont censées connaître. L’agriculture cosmique nécessitera une compréhension pointue de ce dont les cultures sont susceptibles d’avoir besoin pour s’épanouir en royaumes extraterrestres, qu’elles poussent en intérieur dans un vaisseau filant à travers l’espace ou dans une serre lunaire ou bien martienne. Selon Paulo Hercílio Rodrigues, les expérimentations actuelles avec des graines de pois chiches et de patates douces dans différentes conditions (en jouant non seulement avec la gravité, mais également avec des variables telles que la lumière, l’eau, l’apport nutritionnel et l’humidité à mesure que les plantes s’enracinent et poussent) aideront les futurs astronautes à savoir quoi faire pour apaiser le mal du pays biologique de leurs cultures.
De retour à São Paulo, Carlos Hotta et moi dînons au restaurant A Casa Do Porco, où le chef, Jefferson Rueda, a reçu pour tâche de concevoir de recettes à base de patates douces et de pois chiches adaptées à l’espace. L’an dernier, il a mis au point une version pour l’espace du sonho, une pâtisserie portugaise frite proche de la brioche généralement garnie de crème ou de confiture de lait et enrobée de sucre. Sa version expérimentale faisait intervenir une pâte de patate douce et une crème de pois chiches onctueuse, et, point crucial, un minimum de miettes. Carlos Hotta et moi nous régalons de plats moins adaptés à l’espace (tartare de thon au lait de coco, huîtres à la sauce goyave, brioches à la vapeur avec chou rouge et cresson, sorbet à l’ortie avec guimauve au wasabi, glace au maïs) qui seraient assez difficiles à manipuler en microgravité. Et nous discutons du futur de la gastronomie spatiale.
Carlos Hotta invoque la philosophie de l’écrivain Douglas Adams sur la progression des civilisations galactiques : une simple question de survie dictera d’abord la culture alimentaire, mais à terme, « nous aurons besoin d’autre chose, d’une chose qui apportera du réconfort aux individus ou qui les réunira », déclare Carlos Hotta. Chaque fois qu’un nouveau plat arrive, je ne peux m’empêcher d’imaginer des astronautes assis autour d’une table sur un autre monde, profitant d’un banquet à eux, avec des ingrédients qu’ils auront emportés et d’autres qu’ils auront fait pousser, loin de la chaleur de leur étoile nourricière. Il n’y aura pas de restaurant sur Mars avant un bout de temps, et un bond de géant sépare cette fantaisie de ce que l’équipage d’Artemis II est effectivement en train de manger lors de son tour de Lune. Mais alors qu’ils s’installeront dans la lumière crépusculaire d’un coucher de soleil martien aux reflets bleus (une particularité de la lumière filtrée par la poussière atmosphérique), ces astronautes dégusteront probablement des macaronis au fromage. Une mission cosmique n’est pas achevée sans un goût de chez soi.
