I terrestri possono vivere su Marte? Possono se sviluppano l'autosufficienza. La NASA sta scommettendo su un team multi-istituzionale dei migliori e più brillanti, compresi scienziati della Utah State University, per creare la tecnologia necessaria e metterla nelle mani dei futuri pionieri di Marte.

Il biochimico Lance Seefeldt e il botanico Bruce Bugbee sono al centro di questi 15 milioni di dollari, progetto quinquennale annunciato il 16 febbraio 2017, dalla NASA per avviare il nuovo Space Technology Research Institute, "Centro per l'utilizzo dell'ingegneria biologica nello spazio" o CUBES.

"È un'impresa davvero emozionante, "dice Seefeldt, professore presso il Dipartimento di Chimica e Biochimica dell'USU. "La NASA sta andando oltre i progetti di orbita vicina alla Terra e sta investendo in tecnologie per rendere possibili e sostenibili le missioni spaziali di lunga durata".

Considera la sfida che attende gli astronauti di Marte, lui dice.

"Ci vogliono almeno due anni per portare rifornimenti dalla Terra a Marte, " Seefeldt dice. "Quella linea di rifornimento è troppo lenta e costosa, quindi gli esploratori di Marte appena arrivati ​​dovranno generare il proprio cibo, farmaceutici e infrastrutture".

Bugbee dice che ogni grammo del carico utile di un razzo fa aumentare il costo per lanciarlo nello spazio.

"L'adagio comune tutto vale il suo peso in anelli d'oro particolarmente vero nello spazio, " lui dice.

Un professore del Dipartimento di piante dell'USU, Suoli e clima, Bugbee ha collaborato con la NASA per più di 30 anni per studiare i sistemi rigenerativi e gli effetti della microgravità sulle piante.

Coltivare cibo e produrre altre necessità anche su una Terra ricca di ossigeno e azoto non è una sfida da poco. Appena un secolo fa i chimici tedeschi Haber e Bosch trovarono un modo per catturare l'azoto, da cui dipendono tutti gli esseri viventi ma non possono accedere dall'aria, e produrre quantità su scala commerciale di fertilizzante vitale. In che modo gli agricoltori di Marte riusciranno a portare a termine un compito più complicato?

"Per Marte, abbiamo solo anidride carbonica, un po' di azoto e poca acqua di superficie con cui lavorare, " dice Seefeld.

Fortunatamente, il chimico USU sta già andando oltre Haber-Bosch perché, per quanto rivoluzionario fosse, la tecnologia del 20° secolo si basa sui combustibili fossili e comporta una forte impronta di carbonio.

"Sappiamo di poter avviare la fissazione dell'azoto - il processo mediante il quale l'azoto viene convertito in ammoniaca - usando i batteri e questa è la direzione che seguiremo per determinare come svolgere questo compito su Marte, " Seefeldt dice. "Per fare questo, abbiamo bisogno di luce e sebbene sia più dispersa su Marte che sulla Terra, e 'disponibile."

Una volta superato l'ostacolo, tocca alla produzione alimentare e chi meglio di Bugbee per affrontare questa sfida, il cui lavoro su tutti gli aspetti della coltivazione di piante in sistemi chiusi ha aiutato astronauti e cosmonauti a coltivare piante a bordo della navetta e della Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Ma quel lavoro non è stato con un raccolto piccolo e attentamente gestito dopo l'altro perché, quasi 12 anni fa, i finanziamenti per la NASA sono stati tagliati e l'agenzia ha interrotto quasi tutte le ricerche biologiche. Bugbee e i colleghi dell'USU Scott Jones, scienziato del suolo e Gail Bingham, professore emerito di scienze vegetali, continuato, con collaboratori russi, raccogliere dati e inviare piante e camere di crescita alla ISS su razzi russi.

"La sfida centrale è coltivare cibo da rifiuti riciclati in un piccolo, sistema chiuso, " dice Bugbee. "Esplorare Marte significa riciclare quasi perfettamente l'acqua, nutrienti, gas e parti di piante che non vengono consumate. Inizieremo con un riciclaggio, sistema idroponico e si espandono gradualmente per includere il suolo marziano".

Aggiunge che la vita su Marte sarà sostenuta da una dieta rigorosamente vegana, perché i prodotti animali sono troppo costosi da produrre. Alcuni suggeriscono che gli esploratori spaziali a lungo termine dovrebbero vivere solo di pillole di vitamine, cibo secco e acqua, ma Bugbee avverte che ci sono molte cose che non sappiamo sull'importanza della diversità alimentare.

"Ogni giorno, mangiamo i prodotti di centinaia di piante, " dice. "La maggior parte dei dietologi raccomanda una dieta basata su almeno un centinaio di piante diverse; Gli ingegneri della NASA vorrebbero coltivare solo circa cinque piante. La risposta sta nel mezzo".

Seefeldt dice di mettere il cibo in tavola, sia sulla Terra che su Marte, non dovrebbe essere dato per scontato.

"Qui sulla Terra, in aree come l'Africa colpita dalla siccità, dove l'infrastruttura non è ancora in atto per sfruttare la tecnologia secolare, dobbiamo ancora affrontare la sfida di produrre abbastanza proteine ​​per sfamare le persone affamate, " dice. "Ciò che impariamo dal nutrire le persone su Marte farà progredire i nostri sforzi su questo pianeta".

Seefeldt elogia gli sforzi del team multi-istituzionale, che comprende ricercatori dell'Università della California, Berkeley; l'Università della California, Davis e la Stanford University, oltre ai partner industriali Autodesk e Physical Sciences, Inc.

"Apprezziamo in particolare il ricercatore principale Adam Arkin dell'UC Berkeley, che ha preso questa variegata collezione di scienziati e competenze e gliene ha data una, voce forte, " dice. "Questo è un team eccezionale ei suoi sforzi creeranno incredibili opportunità per gli studenti di ciascuna di queste università".