Population toujours plus nombreuse sur la planète, nécessité de trouver de nouvelles ressources… Avec notre série d’été « Manger demain ? », explorez comment nous serons amenés à repenser notre alimentation. Sur Terre, certains se penchent sur les insectes, et la viande artificielle… Mais, et dans l’espace ? Bienvenue sur l’ISS.
Rester en bonne santé est, et ce n’est pas une surprise, un objectif extrêmement important. C’est le cas sur Terre… et a fortiori dans l’espace. Or, sans les ressources typiques que l’on trouve sur notre planète, des solutions créatives doivent être explorées pour permettre aux astronautes de mener à bien leurs missions – notamment à bord de la Station spatiale internationale (ISS), où ils peuvent séjourner pendant plusieurs mois.
L’alimentation est centrale dans cette problématique et une expérience, conçue en Australie (et menée via les installations de la NASA aux États-Unis), est actuellement en cours à bord de l’ISS pour la confection de… yaourts. Un choix, nous le verrons un peu plus loin, qui n’a rien d’anecdotique. La NASA a par ailleurs de nombreux projets en développement autour de cette question alimentaire.
Des chercheurs de l’université technologique de Swinburne s’intéressent, avec cette étude, aux valeurs nutritionnelles du yaourt fabriqué dans l’espace. Les résultats pourraient donner un aperçu de la meilleure façon d’aider les astronautes à se nourrir pendant les missions et vols spatiaux de longue durée.
Un microbiote intestinal sensible
Un facteur essentiel de la santé humaine est la santé globale de notre microbiote intestinal, dont on estime qu’il abrite plus de 100 000 milliards de bactéries.
Le maintien de la santé et de la diversité de ces bactéries que nous abritons en nous pourrait être encore plus important dans l’espace que sur Terre. En effet, en 2019, la NASA a publié des résultats révolutionnaires issus d’une étude d’un an sur les jumeaux astronautes Mark et Scott Kelly.
En 2016, Scott passait 365 jours sur l’ISS tandis que Mark restait sur Terre. Un résultat fascinant de l’étude est que Scott a connu des changements significatifs de son microbiote gastro-intestinal lorsqu’il était dans l’espace – altérations qui n’ont pas persisté après son retour sur Terre.
La théorie veut que les modifications du microbiote subies par les astronautes soient dues au manque d’exposition aux microbes « du quotidien » que nous côtoyons sur Terre. En outre, dans l’espace, les astronautes sont exposés à une gravité moindre et à des niveaux élevés de rayonnement (et qui augmentent à mesure qu’ils s’éloignent de la protection offerte par notre planète).
Comprendre comment assurer un bon maintient des bactéries intestinales des astronautes et préserver leur santé est l’un des objectifs de recherche actuels de la NASA. L’agence américaine étudie cette question en utilisant notamment des capsules de probiotiques et des expériences de gravité simulée. Mais les résultats ne sont pas encore pleinement satisfaisants.
Et le yaourt ?
Un yaourt est fabriqué par la fermentation bactérienne du lait. L’acide lactique produit au cours de ce processus agit sur les protéines du lait pour créer le goût acidulé et la texture épaisse caractéristiques du yaourt. Nous avons voulu voir comment ce processus fondamental était affecté dans l’environnement spatial.
La nouvelle expérience menée vise ainsi à déterminer si différentes souches de bactéries lactiques peuvent être utilisées pour fabriquer du yaourt directement dans l’espace et remédier in situ aux modifications de leur microbiote qui subissent astronautes.
Le résultat idéal serait de montrer que des cultures de bactéries saines et vivantes peuvent être générées à partir de bactéries et de produits laitiers congelés envoyés dans l’espace. Cela n’a pas encore été réalisé, bien que des yaourts aient déjà été fabriqués à partir de bactéries envoyées de l’espace précédemment.
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Cela serait extrêmement bénéfique pour les longs vols spatiaux, où les aliments frais sont limités et où les capsules de probiotiques classiques perdraient de leur efficacité. Le yaourt offre également les avantages nutritionnels du lait dont se nourrissent les bactéries.
Pour l’expérience 2021-22, les étudiants et chercheurs disposaient de flacons de cinq millilitres dans lesquels ils ont élaboré des expériences prototypées pour l’ISS (envoyées dans l’espace dans le cadre de la charge utile dont dispose Swinburne/ Rhodium Scientific). Toutes ont été conçues dans le but d’étudier différents probiotiques, les bactéries lactiques et les yaourts et leur comportement et développement dans l’espace.
Ces recherches sont notamment faites en collaboration avec des étudiants de l’école Haileybury de Victoria dans le cadre du programme SHINE (qui avait déjà envoyé des dents humaines, des graines de chia et du fluide magnétorhéologique à bord l’ISS) et du Swinburne Youth Space Innovation Challenge (SYSIC).
À bord de l’ISS
Une fois prêts pour le vol, les échantillons de bactéries à tester ont été préparés et mis en congélation par les équipes du Rhodium Scientific, au Centre spatial Kennedy aux États-Unis.
33 flacons ont embarqué à bord de l’ISS via le Crew Dragon 24 de SpaceX, et ont été lancés le 24 décembre 2021. Une fois à bord, les échantillons ont été sortis de la chambre froide par l’astronaute Mark Vande Hei et mis de côté dans une chambre d’expérimentation à température ambiante dans le module d’expérimentation japonais, appelé Kibo.
Après les délais de 48 et 72 heures (le temps nécessaire à la fabrication d’un yaourt sur Terre), les échantillons ont été recongelés afin de fixer les niveaux d’avancée des réactions microbiologiques. Il était attendu que le processus de transformation des laitages en yaourts ait, au moins, débuté.
Les échantillons sont revenus sur Terre fin janvier 2022 et sont en cours d’analyse.
Des résultats très attendus
Pour l’heure, six souches de bactéries différentes ont été étudiées (tel Lactobacillus acidophilus), soit mélangées en diverses combinaisons soit cultivées isolément. Grâce à aux expériences spatiales et à celles de contrôle menées sur Terre, nous serons bientôt en mesure de déterminer à quel point la gravité réduite et les préparations liées au voyage spatial les ont affectées.
Parmi les types d’analyses déployés, nous avons recours au séquençage de l’ADN pour repérer et caractériser toute variation dans la composition génétique des bactéries. Nous étudierons aussi le nombre de générations (ou divisions cellulaires) qui se seront produites dans les échantillons. En complément, les milieux de développement des bactéries ont également été investigués. Les expériences ont en effet été conçues de manière à tester deux types de lait, laitier et « non laitier ». Ceci afin de voir les différences potentielles en termes de résultats nutritionnels.
Mais l’analyse la plus excitante sera sans doute celle du test de goût final – avec, peut-être, la découverte que le yaourt de l’espace est vraiment hors du commun.