Les défis à relever avant d'envoyer des hommes sur Mars sont nombreux et font déjà l'objet d'études exploratoires de la part de la NASA et de Roscosmos notamment mais aussi de l'ESA, de l'ACS. Ainsi, alimenter en nourriture et en eau un équipage voguant jusqu'à Mars n'est pas une mince affaire.
Il est acquis qu'un équipage vers Mars se composera de 6 à 7 personnes. Le voyage vers Mars peut prendre de 6 à 8 mois, il est fonction de l'orbite des deux planètes et du système de propulsion utilisé. Le séjour sur la planète rouge peut atteindre jusqu'à 18 mois. Cette durée peut paraître longue, mais elle est nécessaire. Les astronautes sont dans l'obligation d'attendre que les positions orbitales des deux planètes soient suffisamment proches de façon à profiter d'une fenêtre de tir qui permette de rejoindre la Terre en quelques mois.
Explorer la planète Mars, vue d’artiste
Le soutien vie à un équipage de 7 personnes est quelque chose à ne pas prendre à la légère. D'une part il est important que l'homme se restaure correctement, mais c'est également un facteur déterminant à même d'agir sur le moral de l'équipage. Rien qu'en 'consommables', c'est-à-dire l'eau, la nourriture et l'air respiré, il faut compter 5kg par personne et par jour. Il est hors de question que l'on pourvoie l'engin spatial de la totalité des besoins de l'équipage pour la totalité de la mission qui peut durer jusqu'à trois ans. La masse serait beaucoup trop importante. Autre problème, on ne sait pas encore faire un système de support vie en boucle fermée (avec recyclage) et l'utilisation des ressources in-situ sur Mars est loin d'être acquise.
Tout laisse à penser que l'équipage emportera avec lui les consommables nécessaires pour le voyage vers Mars. Une fois sur place, il sera alors temps de prévoir l'alimentation nécessaire pour le retour sur Terre en utilisant les ressources de la planète et la production locale faite par les astronautes. En effet, il n'est pas question d'envoyer une mission habitée vers Mars si nous ne sommes pas capables de produire l'essentiel de nos ressources alimentaires (nourriture et eau) sur place et pour le voyage retour.
SEBAC (Sequential Batch Anaerobic Composting)
Un scientifique, spécialisé dans l'agriculture et la biologie, de l'Université de Floride a proposé en 2003 à la NASA SEBAC (Sequential Batch Anaerobic Composting), une technologie brevetée, utilisée sur Terre pour produire des terreaux (landfills). Ce système transforme les déchets en compost en recyclant la matière dans différents récipients.
Toutefois, adapter cette technologie pour le voyage interplanétaire pose plusieurs problèmes, le premier étant la pesanteur qui rend difficile la séparation des déchets dans des récipients appropriés. Le SEBAC II, développé dans un but de voyage spatial à longue durée, résout ces problèmes en utilisant des réceptacles additionnels et plusieurs pompes. Les pompes entraînent la masse fermentée depuis les diverses chambres afin de produire du compost.
Le système SEBAC est à même de produire du compost à partir des déchets humains, des déchets alimentaires tels que les restes non comestibles de nourriture tels que les tiges et les racines, et le papier utilisé pour des activités, comme les toilettes humides utilisées en remplacement des bains ou des douches.
Enfin, sur Mars, les déchets produits par l'homme seraient utilisés, une fois recyclés et conditionnés pour le voyage retour, vers la Terre.
