NASA – National Aeronautics and Space Administration

A differenza dei viaggiatori sulla Terra che hanno la comodità di tavole calde e ristoranti fast-food, le opzioni di ristorazione per i viaggiatori dello spazio sono limitate.
Come gli astronauti della NASA si preparano a realizzare la Vision for Space Exploration con missioni sempre più lunghe, gli scienziati stanno cercando di trovare un modo per loro di coltivare il proprio cibo.
Le piante offrono una soluzione promettente per fornire cibo agli astronauti a migliaia di chilometri dalla Terra. Potrebbero coltivare colture che non solo integrerebbero una dieta sana, ma anche rimuoverebbero l’anidride carbonica tossica dall’aria all’interno del loro veicolo spaziale e creerebbero ossigeno per la vita.
Immagine a sinistra: I ravanelli sono una specie di pianta che i ricercatori stanno studiando per un possibile uso come coltura alimentare nelle missioni di lunga durata. Credit: NASA/KSC
Siccome lo Space Shuttle e anche le spedizioni sulla Stazione Spaziale Internazionale sono imprese di durata relativamente breve, gli astronauti se la cavano bene con forme fisiche e chimiche di supporto vitale. Ma per le future missioni di lunga durata e per le colonie sulla Luna o su Marte, gli scienziati ritengono che un sistema di supporto vitale con una componente biologica (come le piante) – chiamato “sistema di supporto vitale biorigenerativo” – abbia diversi vantaggi.
“Se ci si rifornisce continuamente e si consegnano beni come il cibo, questo diventerà molto più costoso che produrre il proprio cibo”, dice Ray Wheeler, fisiologo vegetale al Kennedy Space Center’s Space Life Sciences Lab. “Ma sviluppare un tale sistema non è semplice come piantare frutta, verdura e grano nello spazio o su pianeti lontani. “Non si dice improvvisamente: ‘Abbiamo bisogno di un sistema biorigenerativo per la Luna perché vogliamo stare lì per 12 mesi, o cinque anni’. Ci vuole molto tempo per costruire e valutare questi sistemi.”
Gli scienziati stanno studiando come diverse quantità di tre fattori – luce, temperatura e anidride carbonica – influenzino la crescita delle piante. Un quarto fattore è la specie e la varietà delle piante.
Nelle camere di crescita chiuse del KSC, ravanelli, lattuga e cipolle verdi crescono “idroponicamente” in un fluido arricchito di nutrienti. Luce, temperatura e livelli di anidride carbonica sono attentamente controllati. Gli scienziati stanno confrontando come le specie di piante crescono insieme in “colture miste” rispetto alle “monocolture”: Il fisiologo delle piante Ray Wheeler controlla le cipolle coltivate con tecniche idroponiche. Le altre piante sono lattuga Bibb (sinistra) e ravanelli (destra). Credit: NASA/KSC
Perché questo sarebbe importante? In primo luogo, alcune piante emettono composti chimici che possono avvelenare i loro vicini, spianando la strada alla diffusione della pianta aggressiva.
“Non è comune nelle piante coltivate. Non si vedono problemi con la lattuga invasiva che cresce tutto intorno”, dice Wheeler con un sorriso. “Ma vogliamo confermarlo”.
Inoltre, alcune piante possono usare i nutrienti in modo più aggressivo di altre. Per esempio, alcune specie potrebbero essere forti consumatori di azoto che starebbero bene da sole, ma che sottrarrebbero ad altre specie.
Un’altra preoccupazione è la competizione delle piante per la luce, in base a come crescono. Se una specie cresce più alta e si allarga più della specie accanto, la pianta più grande può bloccare la luce delle piante più piccole.
Oltre a queste variabili ambientali, gli scienziati stanno esaminando gli effetti di diversi tipi di illuminazione sulle piante per determinare quale colore le aiuta meglio a crescere. Un’altra considerazione è la pressione atmosferica.
Immagine a sinistra: Le piante di Arabidopsis appaiono viola sotto la luce rossa e verde prodotta da diodi emettitori di luce. Gli scienziati stanno studiando la crescita delle piante in varie condizioni di luce. Credit: NASA/KSC
“Vogliamo vedere come le piante sono influenzate se riduciamo la pressione all’interno del loro ambiente, per renderla più simile a quella della superficie”, spiega Wheeler. “Alcuni vantaggi di una pressione più bassa sarebbero un maggiore margine di manovra nella scelta dei materiali strutturali, una migliore visibilità perché non ci sarebbe bisogno di una copertura così spessa, e meno perdite.”
Nella Vision for Space Exploration, la NASA sta già guardando avanti verso un futuro sulla Luna, Marte e oltre. Grazie in parte alla ricerca sulle scienze della vita in corso oggi, gli astronauti di domani potrebbero godere di un sistema di supporto vitale più efficiente… e di cibo appena coltivato.