La NASA si occupa di risolvere le sfide, e l'obiettivo di avere una presenza prolungata nello spazio, o una colonia su Marte o in qualche altro mondo, è pieno di sfide, compresa la necessità di coltivare cibo. Gli scienziati della Kennedy Advanced Life Support Research stanno lavorando al progetto Prototype Lunar/Mars Greenhouse per cercare di affrontare questa sfida.

Il Prototype Lunar/Mars Greenhouse Project (PLMGP) riguarda la coltivazione di ortaggi per gli astronauti durante lunghi soggiorni sulla luna, su Marte, o ovunque non possano essere riforniti dalla Terra. Oltre a coltivare il cibo, il Progetto mira a capire come i sistemi di coltivazione alimentare possono anche essere parte dei sistemi di supporto vitale.

Stiamo lavorando con un team di scienziati, ingegneri e piccole imprese dell'Università dell'Arizona per sviluppare un sistema a circuito chiuso. L'approccio utilizza le piante per eliminare l'anidride carbonica, fornendo cibo e ossigeno, " ha detto il dottor Ray Wheeler, scienziato capo della Kennedy Advanced Life Support Research.

Il prototipo stesso è un gonfiabile, sistema dispiegabile che i ricercatori chiamano sistema di supporto vitale biorigenerativo. Man mano che le colture vengono coltivate, il sistema ricicla, acqua, ricicla i rifiuti, e rivitalizza l'aria.

Il sistema è idroponico, quindi non c'è bisogno di terreno. L'acqua che viene portata in missione o raccolta in situ, ad esempio sulla luna o su Marte, è arricchita con sali nutritivi, e scorre continuamente attraverso i sistemi di radici delle piante. Anche l'aria nel sistema viene riciclata. Gli astronauti emettono anidride carbonica, che le piante assorbono. Attraverso la fotosintesi, le piante producono ossigeno per gli astronauti.

"Stiamo imitando ciò che avrebbero le piante se fossero sulla Terra e usiamo questi processi per il supporto vitale, " ha detto il dottor Gene Giacomelli, direttore del Controlled Environment Agriculture Center presso l'Università dell'Arizona. "L'intero sistema della serra lunare rappresenta, in piccolo, i sistemi biologici che sono qui sulla Terra."

Una parte fondamentale di un sistema come questo è sapere cosa gli astronauti dovranno portare con sé, e quali risorse possono trovare a destinazione. Ciò include il tipo di piante e semi necessari, così come quanta acqua potrebbe essere disponibile una volta che gli astronauti raggiungono la loro destinazione. Sono in fase di ricerca e sviluppo anche metodi per estrarre l'acqua su Marte o sulla luna.

Anche se l'acqua necessaria può essere trovata in situ su Marte e sulla luna, questo difficilmente significa che quelli sono posti facili per coltivare cibo. Gli astronauti devono essere protetti dalle radiazioni, e così saranno i raccolti. Queste camere a effetto serra dovrebbero essere sepolte sottoterra, il che significa che sono necessari anche sistemi di illuminazione specializzati.

"Siamo riusciti a utilizzare l'illuminazione elettrica a LED (diodo a emissione di luce) per coltivare piante, "Abbiamo anche testato gli ibridi utilizzando sia l'illuminazione naturale che artificiale. " La luce solare potrebbe essere catturata con concentratori di luce che seguono il sole e quindi convogliano la luce nella camera utilizzando fasci di fibre ottiche.

Questi sistemi non sono la prima esperienza della NASA nella coltivazione di colture nello spazio. Gli esperimenti a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) sono stati una parte importante della ricerca sulla produzione agricola in ambienti non terrestri. Il Veggie Plant Growth System è stato il primo tentativo della NASA, e gli astronauti hanno raccolto con successo la lattuga da quel sistema.

La Terra ha sistemi ben consolidati per sostenere la vita, e questo progetto mira a portarne un po' verso destinazioni lontane nello spazio.

"Penso che sia interessante considerare che stiamo portando con noi i nostri compagni terrestri, "Ha detto Wheeler. "Anche se ci possono essere modi per aggirarlo in termini di stivaggio e rifornimento, non sarebbe così sostenibile. Le serre forniscono un approccio più autonomo all'esplorazione a lungo termine sulla luna, Marte e oltre".