Le projet MELiSSA de l’ESA
L'espace est la dernière frontière de l'humanité, et chaque jour, les chercheurs, ingénieurs et scientifiques travaillent sans relâche pour nous aider à mieux comprendre et explorer notre univers. Parmi les expériences novatrices se trouve le projet MELiSSA, développé par l'Agence spatiale européenne (ESA) : un projet ambitieux aux implications nombreuses (développement des systèmes support-vie [1]) pour les futurs voyages dans l'espace et dans lequel la spiruline tient une place centrale.
Qu'est-ce que le projet MELiSSA ?
Le Micro-Ecological Life Support System Alternative (MELiSSA) est une initiative de l'Agence spatiale européenne visant à mettre au point un système de soutien de vie fermé et autonome pour les missions spatiales. Ce projet a été lancé dans les années 1990 et représente l'une des principales ambitions de l'ESA en matière d'exploration spatiale.
L'objectif premier est de développer un écosystème artificiel qui pourrait être utilisé à bord des véhicules spatiaux pour fournir aux astronautes tout ce dont ils ont besoin pour survivre lors de longues missions. Cela inclut la production d'oxygène, la régénération de l'eau et la transformation des déchets organiques en nourriture.
La spiruline : un superaliment pour les astronautes
L'une des composantes clés du projet MELiSSA est l'utilisation de la spiruline, microalgue riche en protéines, vitamines et minéraux essentiels. Reconnue comme un superaliment, elle présente de nombreux avantages pour les astronautes qui évoluent dans des environnements extrêmes (l'espace) et fermés (stations spatiales, astronef, etc.).
- Production d'oxygène : La spiruline est capable de produire de l'oxygène en utilisant le processus de photosynthèse, ce qui en fait une candidate idéale pour être intégrée dans un écosystème artificiel fermé.
- Élimination des déchets : Les déchets organiques produits par les astronautes peuvent être recyclés et transformés en nutriments pour cultiver la spiruline, créant ainsi un cycle autosuffisant de production alimentaire et d'élimination des déchets.
- Nutrition : En plus de ses propriétés de régénération d'oxygène et de recyclage, la spiruline est un excellent complément alimentaire pour les astronautes : elle contient des protéines, tous les acides aminés essentiels, ainsi que des niveaux élevés de vitamines, de fer et d'autres minéraux.
Extrait de la retransmission d'une liaison entre l'ISS et la Terre, avec Thomas Pesquet le 1er juin 2021.
Un écosystème fermé : la clé des missions longue durée
Pour les sorties dans l'espace de longue durée, il est essentiel de disposer d'un écosystème autonome qui puisse fournir aux astronautes le nécessaire pour la survie sans dépendre des ressources et des ravitaillements depuis la Terre. Le projet MELiSSA vise à développer un tel système, en utilisant les dernières avancées en matière de biotechnologie et d'ingénierie écologique. La récolte de spiruline en condition zéro gravité est actuellement étudiée par QinetiQ et CAPACITÉS.
Les différentes phases du projet MELiSSA
Le projet est actuellement divisé en quatre phases principales, allant de la recherche fondamentale à l'application pratique :
- Phase 1 : Recherche fondamentale sur les processus biologiques et physico-chimiques impliqués dans la production d'oxygène, la régénération de l'eau et la transformation des déchets organiques.
- Phase 2 : Développement de prototypes de laboratoire pour tester les concepts développés lors de la phase 1.
- Phase 3 : Intégration et test des différents éléments du système en conditions réelles, notamment lors de missions paraboliques et à bord de la Station spatiale internationale (ISS).
- Phase 4 : Implémentation opérationnelle du système MELiSSA pour des missions spatiales habitées.
Quelques réalisations du projet MELiSSA
Bien que le projet en soit encore en cours, il a déjà réalisé plusieurs avancées importantes :
- La production d'oxygène à partir de la spiruline : Des expériences menées à bord de l'ISS ont montré que les algues sont capables de produire de l'oxygène et d'éliminer le CO2 dans un environnement spatial.
- Le recyclage des déchets organiques : Les recherches menées au sein du projet ont abouti à la conception d'un photobioréacteur utilisant des bactéries pour convertir les déchets organiques en nutriments pour la culture de la spiruline.
- Un avancement technologique : Le succès initial dans le domaine du cycle de l'eau a permis de concevoir et de réaliser plusieurs prototypes de systèmes de traitement de l'eau pour des applications spatiales.
Cécile Renaud (UMONS), Finaliste 2024 Ma thèse en 180 secondes : "L'Homme, la Spiruline, Seuls sur Mars".
Le projet MELiSSA constitue une avancée significative dans la recherche sur les écosystèmes artificiels, il ouvre la voie à la possibilité pour les astronautes d'effectuer des missions d'exploration de (très) longue durée au sein d'environnements durables et autonomes. La NASA [2] avec l'ECLSS (Environmental Control and Life Support System) voit également la spiruline - algue photosynthétique bioreproductive et comestible - comme une source alimentaire polyvalente.
Références :
- [1] Poulet, L., Fontaine, J. P., & Dussap, C. G. (2016). Plant's response to space environment: a comprehensive review including mechanistic modelling for future space gardeners. Bot Lett 163: 337–347.
- [2] Tadros, M. G. (1988). Characterization of Spirulina biomass for CELSS diet potential (No. NASA-CR-185329).
- [3] Renaud, C., Leys, N., & Wattiez, R. (2023). Photosynthetic microorganisms, an overview of their biostimulant effects on plants and perspectives for space agriculture. Journal of Plant Interactions.
- https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Engineering_Technology/Melissa
J'explore depuis près de 20 ans les publications de la littérature scientifique qui concernent la spiruline, ses composants et plus largement, les microalgues. Je m'efforce de fournir des articles sourcés et régulièrement vérifiés en fonction des nouvelles données de la recherche.
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