L'agriculture: la lumière
En 2015, la NASA a mené à bien un projet de culture de légumes dans l'espace qui menait des recherches depuis longtemps, a finalement récolté la “laitue spatiale” et les astronautes ont également goûté.
Ils ont utilisé un équipement «Veggie». C’est un petit instrument de production de légumes dotée d’un système d’alimentation en eau transférable. Les plantes peuvent être cultivées dans Veggie à l'aide de petits sacs appelés «oreillers» avec une surface absorbante contenant de la terre artificiel, simulant du sol martien et de l'engrais. Le système de production de légumes Veggie a été lancé sur la Station spatiale internationale (ISS) avec trois ensembles d'installations de test pour une première expérience de validation matérielle appelée VEG-01.
Ainsi la NASA a réussi à prouver qu'il peut fournir des légumes frais dans l'espace. Elle collabore avec l’équipe de recherche de l’Université de l’Arizona au développement d’un grand module de culture de plantes destiné aux bases, qui sera installé sur Mars. Compte tenu de l’environnement spécial de la station de base, la lumière artificielle, électroluminescentes (DEL) est utilisée à la place de la lumière solaire, car la puissance ultraviolette de Mars est très puissante et peut endommager les plantes. Afin d'ajuster la température et l'humidité nécessaires à la croissance des plantes, elles doivent être élevées dans un espace fermé en utilisant le sol martien.
On peut constater les plantes sont sous la lumière rouge, violet. Pourquoi la lumière rouge ou violet ? Plus précisément, la lumière compose trois couleurs : rouge, bleu et vert. En fait, chaque couleur a des rôles principales pour la croissances des plantes. Dans le spectre d’absorption en nm, 400 nm à 700 nm est visible pour les humains et la lumière du soleil émet à peu près les mêmes quantités de lumière bleue, verte et rouge.
Le spectre d’absorption correspond à la quantité de lumière absorbée par les pigments foliaire en fonction de la longueur d’onde.
Avec les réseaux de diodes électroluminescentes (DEL), la proportion de lumière rouge peut aller de 0 à 100%. De nombreux appareils à DEL commerciaux développés pour la croissance des plantes émettent une grande proportion de lumière rouge, 75 à 85% du spectre lumineux étant généralement émis dans la région rouge. La lumière rouge est généralement définie comme un rayonnement dont les longueurs d'onde sont comprises entre 600 et 700 nm. La lumière rouge a une faible efficacité lumineuse, elle a donc l'air relativement faible pour les gens mais son efficacité quantique est élevée. Ainsi, au moins les DEL sont principalement utilisées pour la lumière rouge, la photosynthèse et l’éclairage photopériodique.
Ce document est le pourcentage de l’absorption par les différents pigments pour chaque longueur d'onde. On peut déterminer l'intensité de la photosynthèse pour chaque longueur d'onde.
Pour les plantes riches en Beta-carotène comme les carottes, il faut préférer la lumière violette ou bleue, définie comme un rayonnement dont les longueurs d'onde sont comprises entre 400 à 500 nm. La lumière bleue est considérée comme aussi efficace que la lumière verte ou rouge dans la conduite de la photosynthèse. Ainsi, bien que la lumière bleue puisse nous sembler quelque peu atténuée, elle a une énergie élevée et est utile pour les applications de croissance des plantes.
Généralement, seule une faible intensité de bleu est nécessaire dans un spectre de lumière pour une photosynthèse entièrement fonctionnelle. En générale, la lumière bleue supprime la croissance en extension; les plantes cultivées avec une lumière bleue sont généralement plus courtes et ont des feuilles vertes plus petites, plus épaisses et plus foncées que les plantes cultivées sans lumière bleue. Par contre les plantes cultivées à la lumière rouge, telles que les plantes cultivées à l'intérieur uniquement sous les DEL rouges, sont étirées et ont une forme élancée et longue. Les feuilles sont fines et grandes. Dans la plupart des cas, les plantes cultivées uniquement à la lumière rouge ne sont pas souhaitables pour la croissance. Cependant, lorsqu'une quantité relativement faible de lumière bleue et verte sont ajoutées à la lumière rouge, cela permet la croissance de la plante équilibrée. Par conséquent, les plantes cultivées à 80 ~ 90% de lumière rouge et 10 ~ 20% de lumière bleue à l'intérieur sont petites avec des feuilles et des tiges courtes.
En outre de ces lumières, par exemple les UV forment des antioxydants et des pigments chez les plantes et les IR aident à la tige et la taille. Le principe des ces longueur d’ondes est utilisé dans Veggie parce que ces longueurs d'onde aident la croissance des plantes.
Un autre exemple de la croissance de plante, la pomme de terre avec le sol artificiel le sol simulant de Mars dans l’espace.
Outre la laitue et la pommes de terre, les carottes peuvent être cultivées de la même manière dans l’espace avec un un équipement de culture de plantes. Les observations issues de ces tests contribuent aux changements futurs et fournissent des informations sur la croissance et le développement des cultures vivrières dans un environnement de microgravité.
