Coltivare ortaggi nello spazio come fonte di sostentamento per gli astronauti

Il prossimo 4 novembre 2019 verrà inaugurato presso il Dipartimento di Agraria dell'Università degli Studi di Napoli Federico II il primo laboratorio italiano dedicato alla ricerca per la coltivazione delle piante nello Spazio, risultato della ventennale ricerca del team UniNa  che studia aspetti biologici, agronomici e ambientali relativi alla coltivazione delle piante nello Spazio.

Il laboratorio, finanziato dall'Agenzia Spaziale Europea (ESA) nell'ambito del pluriennale programma di ricerca spaziale MELiSSA - Micro-Ecological Life Support System Alternative, è stato realizzato grazie al progetto di ricerca PacMan - PlAnt Characterization unit for closed life support system - engineering, MANufacturing & testing, di cui per UniNa è responsabile la prof.ssa Stefania De Pascale.

La docente spiega a FreshPlaza: "La durata dei viaggi spaziali sempre più lunga, le limitazioni di natura tecnico-ingegneristica e le problematiche legate all'approvvigionamento delle risorse e alla salute e al benessere degli astronauti, hanno spinto le Agenzie Spaziali internazionali a condurre da anni ricerche per indagare come utilizzare le piante per il supporto alla vita degli astronauti. Infatti, è dimostrato che le piante sono un ottimo sistema biorigenerativo poiché: rigenerano l'aria mediante l'assorbimento di CO2 e la produzione di O2 attraverso la fotosintesi, purificano l'acqua mediante la traspirazione e permettono il riciclo di parte dei prodotti di scarto dell'equipaggio (feci e urine) usandole come fonte di nutrienti, fornendo al contempo cibo fresco per integrare la dieta degli astronauti". 

In foto da sinistra verso destra: Prof. Veronica De Micco, Prof. Stefania De Pascale, Dott.ssa Elisa Carruba di Kaiser Italia, Dott.ssa Carmen Arena, Prof. Roberta Paradiso, Prof. Giovanna Aronne

"Allo stato attuale, le risorse necessarie per missioni spaziali brevi sono interamente trasportate dalla Terra, tuttavia ciò non sarà possibile per missioni di durata maggiore. Infatti, con gli attuali sistemi di propulsione, per effettuare un viaggio di andata e ritorno su Marte sono necessari almeno 500 giorni. In funzione dei sistemi di rigenerazione utilizzati e della loro efficienza è stato stimato un fabbisogno giornaliero variabile tra 5 e 15 kg per persona e quindi una missione su Marte richiederebbe il trasporto di una quantità di risorse comprese tra 2,5 e 5 tonnellate per ciascun membro dell'equipaggio".

"Per missioni di breve durata quali quelli sull'attuale Stazione Spaziale Internazionale grazie alla coltivazione a bordo di ortaggi con cicli brevi e ridotte esigenze colturali, sarebbe possibile disporre di lattuga, spinaci e rucola come complemento alimentare fresco in grado di fornire vitamine e antiossidanti. In questo caso, la sfida da affrontare è legata all'assenza di gravità sia in relazione ai substrati di crescita e ai sistemi di nutrizione idrica e minerale che alla biologia vegetale".

In passato sono già stati condotti studi sulla crescita delle piante in assenza di gravità da parte della prof.ssa Giovanna Aronne, esperta di biologia, la quale sostiene: "Lo studio della crescita delle piante in microgravità consente di comprendere fenomeni che sulla terra sono mascherati dalla gravità e di progettare sistemi biorigenerativi che siano efficienti anche in condizioni di gravità alterata". 

Nel caso, invece, di missioni di lunga durata e dei futuri avamposti planetari saranno invece necessarie colture agricole fondamentali quali a esempio il frumento, la soia, il riso, la patata che potranno essere coltivate in fuori suolo con la tecnica dell'NFT o perché no sui suoli extra-terrestri nelle colonie spaziali.

"Marte è la nuova frontiera; la possibilità di coltivare le piante su suolo marziano (regolite) opportunamente ammendato con sostanza organica è uno dei temi che saranno affrontati dal progetto REBUS finanziato dall'Agenzia Spaziale Italiana e coordinato proprio dalla prof.ssa De Pascale. Ovviamente, affinché sia possibile la colonizzazione di Marte dovranno essere messe a punto nuove tecnologie di shielding (schermatura) dalle radiazioni ionizzanti".

La prof.ssa Veronica De Micco che studia l'effetto delle radiazioni ionizzanti sulle piante afferma: "La tolleranza delle piante alle radiazioni ionizzanti è molto maggiore di quella degli animali. Inoltre sulle piante a piccole dosi sono stati riscontrati effetti positivi; a esempio in pomodoro nano abbiamo osservato un aumento del contenuto di molecole antiossidanti nelle bacche. La coltivazione in serre marziane non è futurismo: è l'obiettivo del futuro".

"Tra le criticità incontrate  – riprende la parola la De Pascale – possiamo citare i finanziamenti che in passato sono stati ridotti, poiché la ricerca in ambito spaziale sembra distante dalla realtà terrestre. Tuttavia, studiare come coltivare nello spazio Spazio può portare alla messa a punto di agro-tecnologie per consentire la coltivazione delle piante in ambienti ostili come i deserti, i Poli o lo stesso ambiente urbano". 

"I risultati fin qui raggiunti sono frutto di un lavoro di squadra, e sono estremamente grata all'intero team UniNa composto da Giovanna Aronne, Carmen Arena, Veronica De Micco, Antonio Pannico, Roberta Paradiso e Youssef Rouphael".


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