Gli astronauti nello spazio vivono su elaborati, razioni spaziali preconfezionate come frutta, noccioline, cioccolato, cocktail di gamberi, burro di arachidi, pollo, e manzo per citarne alcuni. Questi sono stati spesso sterilizzati mediante riscaldamento, liofilizzazione, o l'irradiazione per farli durare e una sfida fondamentale per l'agenzia spaziale statunitense NASA è stata capire come crescere al sicuro, cibo fresco a bordo.

In un nuovo studio in Frontiere nella scienza delle piante , Dott.ssa Christina Khodadad, un ricercatore al Kennedy Space Center, e i coautori riportano il successo della coltivazione di un raccolto di insalata - lattuga romana rossa della cultivar "Outredgeous" - a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Mostrano che la lattuga coltivata nello spazio è priva di microbi che causano malattie e sicura da mangiare, ed è nutriente almeno quanto le piante cresciute sulla terra. Questo nonostante sia cresciuto sotto gravità inferiore e radiazioni più intense che sulla Terra.

A parte un gradito cambiamento nella dieta, i prodotti freschi fornirebbero agli astronauti potassio aggiuntivo e vitamine K, B1, e C—nutrienti che sono meno abbondanti nelle razioni preconfezionate e tendono a degradarsi durante la conservazione a lungo termine. Inoltre, la coltivazione sarebbe particolarmente utile nelle missioni spaziali a lunga distanza, come le imminenti missioni Artemis-III (previste per far atterrare gli umani sul polo sud lunare entro il 2024), l'attuale programma SpaceX, e la prima missione con equipaggio della NASA su Marte, prevista per la fine degli anni 2020.

"La capacità di coltivare cibo in un sistema sostenibile e sicuro per il consumo dell'equipaggio diventerà fondamentale man mano che la NASA si muoverà verso missioni più lunghe. le verdure a foglia verde possono essere coltivate e consumate fresche con poche risorse, "dice Khodadad.

Tra il 2014-2016, la lattuga è stata coltivata a bordo della ISS da semi sterilizzati in superficie all'interno dei sistemi di produzione vegetale (soprannominati "Veggie"), camere di crescita dotate di illuminazione a LED e sistema di irrigazione, specificamente progettato per coltivare colture nello spazio. I raccolti sono cresciuti indisturbati all'interno delle unità Veggie per 33-56 giorni, fino a quando i membri dell'equipaggio hanno mangiato parte delle foglie mature (senza effetti negativi!). Il resto è stato congelato fino al trasporto sulla Terra per analisi chimiche e biologiche.

Come controllo, gli scienziati hanno coltivato piante di controllo sulla Terra nelle stesse condizioni, il che è stato possibile perché la temperatura, diossido di carbonio, e i dati sull'umidità sono stati registrati a bordo della ISS, e replicato nei laboratori del Kennedy Space Center con un ritardo di 24-48 ore.

La lattuga coltivata nello spazio era simile nella composizione ai controlli coltivati ​​sulla Terra, tranne che in alcune (ma non tutte) prove, il tessuto vegetale cresciuto nello spazio tendeva ad essere più ricco di elementi come potassio, sodio, fosforo, zolfo, e zinco, così come nei fenoli, molecole con comprovato antivirale, anticancro, e attività antinfiammatoria. Anche la lattuga coltivata nello spazio e nella terra aveva livelli simili di antociani e altri antiossidanti, che può proteggere le cellule dai danni liberando, radicali reattivi dell'ossigeno.

I ricercatori hanno anche esaminato le comunità microbiche che crescono sulle piante. Le tipiche piante coltivate sulla terra ospitano un insieme diversificato di microbi. Questi possono includere specializzati, ospiti benefici chiamati commensali (che non danneggiano né avvantaggiano il loro ospite), o soci casuali. Poiché questi possono influenzare la salute delle piante e la loro idoneità come cibo, i ricercatori hanno utilizzato la tecnologia di sequenziamento del DNA di nuova generazione per caratterizzare le comunità di funghi e batteri che crescono sulla lattuga.

Hanno identificato i 15 generi microbici più abbondanti sulle foglie e 20 nelle radici, e ha scoperto che la diversità e l'identità di questi microbi erano simili per la lattuga coltivata nello spazio e sulla Terra. Questa somiglianza era sorprendente, date le condizioni uniche nell'ISS:gli scienziati si aspettavano invece che queste avrebbero favorito lo sviluppo di comunità microbiche distinte.

È importante sottolineare che nessuno dei generi di batteri rilevati è noto per causare malattie negli esseri umani. Ulteriori test hanno confermato che le foglie non hanno mai portato batteri pericolosi noti per contaminare occasionalmente le colture, come i coliformi E. coli, Salmonella, e S. aureus, mentre il numero di spore di funghi e muffe su di essi era anche nell'intervallo normale per i prodotti adatti al consumo umano.

Gli autori concludono che la lattuga coltivata in unità Veggie spaziali è sicura da mangiare. Questi risultati incoraggianti aprono la porta a esperimenti con altre colture nutrienti e gustose a bordo della stazione spaziale, per aiutare a spingere gli astronauti ulteriormente nello spazio.

"La Stazione Spaziale Internazionale funge da banco di prova per future missioni di lunga durata, e questi tipi di test di crescita delle colture stanno aiutando ad espandere la suite di candidati che possono essere efficacemente coltivati ​​in microgravità. I test futuri studieranno altri tipi di colture a foglia e piccoli frutti come pepe e pomodori, per contribuire a fornire prodotti freschi supplementari per la dieta degli astronauti, " conclude la coautrice Dott.ssa Gioia Massa, scienziato del progetto al Kennedy Space Center.