Espace pour l’agriculture : la NASA s’efforce d’assurer la sécurité alimentaire

Lorsque vous pensez à la NASA, les premières choses qui vous viennent à l’esprit sont peut-être les rovers martiens ou le télescope spatial James Webb récemment lancé. La planète que la NASA étudie le plus, cependant, est la nôtre : la Terre.

Notre planète était au centre de la photo prise par l’astronaute d’Apollo 8, William Anders, de la Terre décollant de la lune en 1968. “C’était vraiment la première fois que les gens réalisaient : ‘Oh, nous pouvons voir – et étudier. – notre planète depuis l’espace'”. dit Karen St. Germain, directeur de la division Earth Science de la NASA. “Cette zone unique de l’espace nous donne une compréhension globale.

“C’est clair si vous y réfléchissez, car la mission de la NASA est d’améliorer l’humanité et tout ce que nous savons, et tout ce que nous aimons, se trouve ici sur cette planète”, a déclaré St. Germaine. “Comprendre le fonctionnement de cette planète et aider les gens à prendre de meilleures décisions éclairées, c’est ce qu’est vraiment la science de la Terre.”

Cela inclut l’agriculture.

Les missions de la NASA capturent tous les aspects de la planète : les océans, la terre, la glace et l’atmosphère. Grâce à ces observations, la NASA a remarqué des changements dans le cycle de l’eau, ce qui a entraîné des changements dans le cycle du carbone et, à son tour, dans l’agriculture.

Les scientifiques ont mesuré l’énergie entrant et sortant du système terrestre et ont remarqué un déséquilibre, avec beaucoup moins d’énergie sortante qu’entrante. Plus de 90% de cette énergie est absorbée par les océans et transportée à travers le monde, a déclaré St. Germaine. Ces changements d’énergie peuvent être observés lors de sécheresses plus graves, d’inondations ou d’autres événements météorologiques extrêmes.

Agriculture depuis l’espace




Un exemple de la carte de surveillance de la sécheresse de la région du Midwest avec des données du 18 octobre

Crédit image : US Drought Monitor

Les agriculteurs connaissent peut-être mieux les contributions de la NASA à l’agriculture par le biais de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), qui travaille avec le National Drought Mitigation Center (NDMC) de l’Université du Nebraska-Lincoln (UNL) et le Département américain de l’agriculture pour produire l’Observatoire américain de la sécheresse.

Une grande partie des données qui alimentent le Drought Monitor proviennent de satellites. Deux missions satellitaires actives mesurent des changements infimes de l’attraction gravitationnelle de la Terre directement sous le satellite. La traînée dépend de la quantité de masse directement sous le satellite, qui change en fonction de la quantité d’eau au sol – à la surface, dans la zone racine ou dans les aquifères. Là où il y a moins d’eau, il y a moins de masse, ce qui signifie moins d’attraction gravitationnelle.

En plus du Drought Monitor, la NASA est impliquée dans d’autres applications pour les producteurs.

  • Le programme NASA Harvest propose des outils de gestion de la nutrition de précision dans le cadre de sa mission « d’améliorer la sécurité alimentaire, l’agriculture et la résilience humaine et environnementale aux États-Unis et dans le monde ».

  • OpenET utilise des données satellitaires pour fournir des estimations d’évapotranspiration (ET) pour la gestion de l’eau à travers les États-Unis. OpenET génère des estimations quotidiennes, mensuelles et annuelles à l’échelle du champ et donne accès aux conditions météorologiques et de végétation. Les agriculteurs peuvent utiliser ces données pendant l’irrigation pour réduire les coûts des engrais et de l’eau, ainsi que pour aider à soutenir les programmes de gestion des eaux souterraines qui nécessitent des données ET cohérentes et précises. .

  • L’outil d’analyse de l’état des cultures et de l’humidité du sol (Crop-CASMA) est une application Web développée en collaboration avec l’USDA pour cartographier l’humidité du sol et les conditions des cultures à travers le pays. L’outil est conçu pour aider les agriculteurs lors des semis de printemps, pour surveiller les dommages après des catastrophes naturelles et pour surveiller la santé des cultures. Les utilisateurs de Crop-CASMA peuvent sélectionner une zone et créer une carte au format PDF, ainsi que télécharger des données à saisir dans leurs propres modèles.

Perte de rendement estimée




Une carte de la NASA montrant des projections de rendements de maïs (maïs) en baisse jusqu'à 40 % dans le monde d'ici 2099.

Crédit image : NASA

La division des sciences de la Terre de la NASA a également fait des projections de cultures à long terme sur la base des données recueillies. Si les tendances actuelles du changement climatique se poursuivent, le rendement mondial des cultures de maïs, ou maïs, pourrait diminuer de 24 % d’ici la fin du siècle. Cette prévision est basée sur les augmentations de température projetées, les changements dans les régimes de précipitations et les concentrations élevées de dioxyde de carbone en surface dues aux émissions de gaz à effet de serre d’origine humaine.

Cette projection a été effectuée sous l’hypothèse que les génotypes actuels du maïs et les pratiques de gestion seront les mêmes pour le reste du siècle.

“Les producteurs font déjà des ajustements et cela va bien sûr continuer”, a déclaré St. Germaine. “L’une des choses que l’outil nous permet de faire est de montrer quelles cultures – dans quelles conditions – sont susceptibles de subir un stress dès que ce qui se passe dans le monde.”

Toutes les données collectées par la NASA sont ouvertes au public et librement disponibles.

Retour à la terre

Brandon Hunnicutt cultive avec son père, Daryl, et son frère, Zach, près de Giltner, Nebraska, et est membre du Corn Board de la National Corn Growers Association. Ils ont commencé à travailler avec l’UNL sur les toutes premières étapes des systèmes de surveillance de l’humidité du sol avec des sondes fixes. Ils ont trouvé cette méthode difficile car les types de sol dans leurs champs variaient, et même s’ils ajoutaient plus de points de données, les sondes ne pouvaient pas observer avec précision l’ensemble du champ.

“Alors nous avons commencé à regarder quelle est la prochaine étape que nous devons franchir?” dit Hunnicutt. “Cette possibilité d’être suivi plus précisément – peut-être grâce à ces données satellites – afin que nous puissions dire:” Cette ferme dans son ensemble est OK. “”

Hunnicutt a déclaré que les données satellitaires de programmes comme la NASA peuvent aider à prendre des décisions sur la quantité d’eau, d’engrais ou de fongicide à utiliser.

“Nous essayons toujours de comprendre quelle est la prochaine grande chose pour les produits”, a déclaré Hunnicutt. « Quelle est la prochaine grande chose pour apporter plus de valeur à la ferme ? Toutes ces choses sont fascinantes parce que c’est la phase suivante.”

Un petit pas pour ag




Une chronologie montrant l'utilisation des satellites dans les missions Landsat depuis son lancement il y a 50 ans.

Crédit photo : Nasa

La division Earth Science de la NASA a lancé de nombreux types de missions au cours des 25 dernières années. Environ 25 missions satellitaires ou spatiales observent actuellement la Terre, et 10 autres sont en construction, et d’autres sont prévues.

À peu près au même moment que la photo du tremblement de terre et la mission Apollo 8, la mission Landsat a été développée en collaboration avec l’US Geological Survey (USGS). Le satellite Landsat 1 a été lancé en juillet 1972. Ce satellite tournait autour de la Terre plusieurs fois par jour et a terminé l’imagerie complète de la planète après 251 orbites – environ 16 jours, selon l’USGS.

Les différentes missions Landsat ont fourni 50 ans de couverture ininterrompue de la Terre.




Un rendu 3D de la mission Landsat 9 de la NASA en orbite autour de la Terre.

Rendu 3D de la mission Landsat 9, Crédit photo : NASA

Landsat 9 a été lancé fin septembre 2021 en tant que mission de suivi pour maintenir une couverture accrue du programme. À n’importe quel endroit donné, beaucoup de choses peuvent changer dans les 16 jours entre les passages de satellites. L’ajout d’un autre satellite réduirait l’intervalle entre les passages à seulement huit jours. Landsat 9 est actuellement en orbite autour de la Terre en même temps que Landsat 8, qui a été lancé en 2013. Landsat 7, qui a été lancé en 1999, a terminé sa mission à la fin des opérations en septembre de cette année.

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Un graphique montrant la nouvelle mission Landsat Next pourra observer deux fois plus de bandes spectrales que les missions précédentes.

Crédit image : NASA

Là où Landsat 9 était une mission de continuité, Landsat Next est une mise à jour du programme conçue pour mieux surveiller, comprendre et prévoir les changements dans les surfaces terrestres du monde, y compris les terres agricoles. Landsat Next aura une résolution spatiale plus élevée et des bandes d’imagerie spectrale plus élevées.

Là où Landsat 8 et 9 sont capables d’observer 11 bandes spectrales – longueurs d’onde de la lumière – Next peut en observer 25. Cela aidera à mieux déterminer la température de surface, la qualité de l’eau, la qualité du sol, etc.

Landsat Next devrait être lancé en 2029 ou 2030.

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