Espace salades et eaux salées

Apr 02, 2023

Bruce Betts•31 mai 2023

Nous sommes heureux d'annoncer le deuxième tour des gagnants de notre programme de subventions STEP (Science and Technology Empowered by the Public). Depuis plus de 40 ans, les membres et les donateurs de la Planetary Society ont financé par crowdfunding des projets scientifiques et technologiques qui font progresser la science et l'exploration spatiales. Le programme de bourses STEP perpétue cette tradition en finançant des projets innovants sélectionnés dans le cadre d'un processus ouvert, international et concurrentiel. La première série de lauréats des bourses STEP, choisis en 2022, accomplit déjà un travail fascinant grâce au soutien de The Planetary Society.

Les lauréats de cette année sont un projet qui comparera différentes méthodes de culture de plantes comestibles dans des conditions simulées d'exploration de l'espace lointain, et un projet qui étudiera les lacs salés sur Terre qui partagent des caractéristiques avec les océans passés et présents d'autres planètes et lunes.

L'avenir de l'exploration humaine de l'espace lointain dépendra de la production durable de cultures fraîches en cours de route. La série de subventions STEP 2023 a accordé 50 000 USD à une équipe dirigée par le Dr Andrew Palmer du Florida Institute of Technology pour étudier l'agriculture dans l'espace lointain afin de relever ce défi d'exploration.

L'équipe du Dr Palmer cultivera trois types de plantes comestibles en utilisant deux méthodes : faire pousser les plantes dans de l'eau avec des nutriments ajoutés (c'est-à-dire la culture hydroponique) et les faire pousser dans de la terre lunaire et martienne simulée (c'est-à-dire du régolithe). Le projet vise à mieux comprendre chaque méthode de culture et à comparer leur pertinence pour les voyages spatiaux à long terme.

La culture hydroponique a déjà été utilisée pour faire pousser des plantes dans l'espace, y compris à bord de la Station spatiale internationale. Mais cette méthode fait face à des défis, en particulier dans le contexte d'une utilisation à long terme ; il nécessite des engrais, a un fort potentiel de contamination par des champignons et des bactéries et peut nécessiter beaucoup d'espace.

Le régolithe est la saleté sur la surface supérieure d'un corps planétaire. C'est semblable au sol que nous avons sur Terre, mais dépourvu de toute vie microbienne. L'utilisation du régolithe pour cultiver des aliments présente ses propres défis, tels que la forte concentration de sels dans le régolithe martien et le manque d'azote sur Mars et sur la Lune.

L'utilisation de régolithe à partir d'une surface planétaire pourrait compléter la culture hydroponique, mais il y a un manque de recherche comparant ces méthodes simultanément dans les mêmes conditions. Ce projet financé par une subvention STEP comblera cette lacune dans les connaissances.

Pour ce projet, intitulé "Évaluation des systèmes de production alimentaire pour l'agriculture lunaire et martienne", l'équipe du Dr Palmer cultivera des micro-pousses de radis, de la laitue et des tomates en utilisant la culture hydroponique dans une condition, et dans du régolithe dans une autre. Le but de l'expérience est de caractériser et de comparer les deux méthodes. Le projet utilisera des simulants de régolithe lunaire et martien dans leurs expériences puisque nous n'avons pas de régolithe de ces corps, à part les quantités limitées et précieuses de régolithe lunaire renvoyées par les missions lunaires passées.

L'équipe, qui comprend des experts en physiologie et biochimie végétales ainsi qu'en agriculture spatiale et en analyse de l'efficacité des systèmes, testera leur hypothèse selon laquelle les cultures à croissance plus rapide comme les micro-verts seront mieux adaptées aux systèmes hydroponiques, même à long terme, tandis que les cultures à croissance plus lente comme les tomates peuvent favoriser un système de production basé sur le régolithe.

Ce projet est dirigé par le professeur Andrew Palmer du Florida Institute of Technology, avec le co-chercheur le professeur Rafael Loureiro de l'Université Winston-Salem, ainsi que les collaborateurs du professeur J. Travis Hunsucker, du Florida Institute of Technology ; Dr Laura E. Fackrell, boursière postdoctorale de la NASA, Jet Propulsion Laboratory ; Thiara Bento, Institut de technologie de Floride ; et Jéssica Carneiro Oliveira, Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro, Brésil.

Bien qu'aucun endroit sur Terre ne soit identique à l'environnement d'une autre planète ou d'une lune, il existe des endroits où les conditions sont analogues - suffisamment similaires à certains égards pour mériter d'être étudiées. Les scientifiques étudient les analogues planétaires pour en savoir plus sur ce qui est possible dans les conditions que nous pensons exister sur d'autres mondes. Le deuxième gagnant d'une subvention STEP 2023 est une équipe dirigée par le Dr Jacob Buffo du Dartmouth College, qui a reçu 49 284 $ US pour son projet d'étude de petits lacs extrêmement salés en Colombie-Britannique, au Canada, qui peuvent être analogues à l'ancienne Mars comme ainsi que certaines des lunes océaniques du système solaire, lieux d'intérêt clé pour la recherche de la vie.

L'eau liquide est l'une des rares choses requises par toute vie sur Terre, et donc des mondes comme Mars, Europe et Encelade qui ont des preuves d'eau liquide passée ou présente sont importants dans la recherche de la vie au-delà de notre planète. L'eau de ces mondes est souvent salée, ce qui lui permet de rester liquide à des températures plus froides. L'étude des environnements d'eau salée sur Terre peut nous donner un aperçu de ce à quoi peuvent ressembler ces environnements extraterrestres, y compris s'ils pourraient être habitables.

Cependant, tous les corps d'eau salée sur Terre ne sont pas analogues aux eaux extraterrestres salées. Le sel dans les océans de la Terre est principalement du sel de table (NaCl), qui n'est pas aussi répandu dans les sels trouvés sur Mars et dans les océans souterrains d'Europe et d'Encelade. Le projet du Dr Buffo étudierait les lacs contenant du carbonate de sodium (Na2CO3), du sulfate de sodium (Na2SO4) et du sulfate de magnésium (MgSO4), qui reflètent plus étroitement les compositions de ces océans extraterrestres.

Ce projet, appelé "Caractérisation multi-échelle des environnements analogiques planétaires riches en saumure", étudiera plusieurs lacs hypersalins en Colombie-Britannique, au Canada, en utilisant une grande variété de données collectées à différentes échelles et distances : des engins spatiaux aux drones en passant par l'échantillonnage en personne. Cela permettra à l'équipe non seulement d'en apprendre davantage sur ces analogues à des emplacements planétaires exotiques, mais également d'apprendre des moyens efficaces d'utiliser les données de télédétection (données prises à distance) pour choisir les emplacements les plus intéressants à étudier plus en détail. près. Ceci est similaire à ce qui se fait généralement dans l'exploration planétaire, allant des données orbitales aux atterrisseurs et aux rovers en surface.

Au cours de la première année, ils mèneront des enquêtes sur le terrain pour créer des profils à plusieurs échelles (physiques, spectraux, thermiques, électromagnétiques et biogéochimiques) des systèmes glace-saumure-sédiments de cinq systèmes lacustres distincts du plateau Cariboo en Colombie-Britannique. Au cours de la deuxième année, ils utiliseront ce qu'ils ont appris pour prédire ce qu'ils trouveront dans deux autres lacs inexplorés, en effectuant une mission planétaire simulée pour évaluer leur méthodologie et leur science. L'équipe créera une base de données à partir de leurs données qui sera accessible aux autres scientifiques et au public.

L'équipe est très diversifiée et comprend des spécialisations en télédétection, géochimie, astrobiologie, systèmes analogues planétaires, biogéochimie, géobiologie, sciences planétaires et géophysique. Le chercheur principal, le Dr Jacob Buffo du Dartmouth College, est rejoint par un certain nombre de co-chercheurs de diverses institutions, chacun apportant sa propre expertise et souvent son instrumentation au projet : Dr Alexandra Pontefract de l'Université de Georgetown ; la professeure Magdalena Osburn et l'étudiant diplômé Floyd Nichols à la Northwestern University ; le Dr Mitchell Barklage de l'Illinois State Geological Survey et de la Northwestern University ; l'étudiante diplômée Emma Brown à l'Arizona State University ; et l'étudiante diplômée Emmy B. Hughes au Georgia Institute of Technology.

Nous sommes reconnaissants à la Fondation de la famille Halıcıoğlu pour son généreux soutien au développement et à la mise en œuvre du programme de subventions STEP. Nous remercions également tous nos membres qui ont financé nos projets scientifiques et technologiques bien avant que le terme de financement participatif ne soit inventé. Merci aux membres de notre conseil d'administration qui ont participé au processus d'examen des propositions. Et merci à tous ceux qui ont proposé. Il y avait des propositions bien plus valables que ce que nous avons pu financer au cours de cette ronde.

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