Il cibo fresco è così attraente per gli astronauti che hanno festeggiato con l'insalata quando sono stati in grado di coltivare alcune teste di lattuga sulla Stazione Spaziale Internazionale tre anni fa. Nel 2021, gli scienziati sperano di coltivare fagioli nello spazio in fioriere ad alta tecnologia sviluppate presso l'Università norvegese di scienza e tecnologia (NTNU).

"Agli astronauti piace il giardinaggio e tutto ciò che ricorda loro la vita sulla terra. Si divertono a curare e innaffiare le verdure, e farli germogliare, "dice Silje Wolff, un fisiologo vegetale presso il Centro di ricerca interdisciplinare nello spazio (CIRiS), che fa parte di NTNU Social Research. Wolff ha appena completato un esperimento che prevedeva la coltivazione di lattuga per la coltivazione nello spazio. La lattuga è stata piantata in un terreno artificiale costituito da roccia lavica. L'obiettivo è che le piante crescano direttamente nell'acqua integrata con sostanze nutritive.

"Il sogno di ogni astronauta è quello di poter mangiare cibi freschi come le fragole, pomodorini o qualsiasi cosa davvero saporita. un giorno, sarà sicuramente possibile. Immaginiamo una serra con diverse varietà di ortaggi, "dice Wolff.

I soggiorni più lunghi alla Stazione Spaziale Internazionale sono stati sei mesi. Le persone che viaggiano su Marte dovranno essere preparate a rimanere nello spazio per almeno un anno. L'Agenzia spaziale europea prevede di costruire una base lunare nel 2030 come scalo sulla strada per Marte. La NASA prevede di volare direttamente sul pianeta con una data di atterraggio prevista per il 2030.

"Il modo in cui funzionano i viaggi nello spazio oggi, è quasi impossibile portare con sé tutte le risorse necessarie. Ecco perché dobbiamo sviluppare un sistema biologico in modo che gli astronauti possano produrre il proprio cibo, e riciclare tutte le risorse, "dice Wolff.

Gli astronauti di oggi mangiano solo cibi liofilizzati e confezionati sottovuoto. "Gli astronauti faticano ad avere poco appetito. Spesso perdono peso. Affrontare l'aspetto psicologico del mangiare qualcosa di fresco è uno dei nostri obiettivi. Il cibo sottovuoto non ti ricorda molto il cibo. Avere qualcosa di fresco che fa scattare l'appetito e il giusto recettori nel cervello è importante, "dice Wolff.

NTNU e CIRiS stanno collaborando con ricercatori italiani e francesi nella loro ricerca di coltivare alimenti a base vegetale per lunghi viaggi nello spazio. CIRiS testa le nuove apparecchiature realizzate dall'officina tecnica di NTNU:sofisticate fioriere che regolano tutta l'acqua, nutrienti, gas e aria di cui hanno bisogno gli impianti. Nello spazio, tutta l'acqua e il cibo devono essere recuperati. Ciò significa che la fertilizzazione delle piante deve essere il più precisa possibile.

Wolff ha condotto esperimenti in camere di crescita regolate dal clima nei Paesi Bassi come un aspetto di questa ricerca.

Di tutti i nutrienti che le piante richiedono, usano di più l'azoto. Durante i suoi esperimenti, Wolff ha esaminato le diverse dosi di nutrienti e il modo in cui hanno influenzato l'assorbimento di acqua delle piante. "Abbiamo scoperto che le piante possono, in un modo, 'annusare' la quantità di nutrienti a loro disposizione. Quando la concentrazione di azoto è molto bassa, la pianta assorbirà più acqua, e quindi più azoto, fino a raggiungere un livello ottimale. La pianta ha un meccanismo che si accende quando il livello di azoto è adeguato. Quindi regola l'assorbimento di azoto e acqua verso il basso, "dice Wolff.

Tutto ciò che può essere testato sulla Terra è stato ora realizzato. Il prossimo passo è coltivare fagioli nello spazio per osservare l'effetto dell'assenza di gravità sulla capacità delle piante di trasportare l'acqua e assorbire i nutrienti. Sulla Terra non si può simulare l'assenza di gravità.

I fagioli vengono posti in una centrifuga per germogliare e crescere nella stazione spaziale. La centrifuga viene ruotata per simulare diversi livelli di gravità.

"L'arte di far crescere qualcosa nello spazio può essere trasferita al nostro pianeta, "Ha detto Wolff. "Questo è il modo in cui creiamo una configurazione che produce sia le condizioni di microgravità nella stazione spaziale che la forza di un g che esiste sulla Terra".

Ciò le consentirà di confrontare il modo in cui i diversi livelli gravitazionali influenzano le piante nello spazio. Sulla terra, la gravità fa salire l'aria calda mentre l'aria fredda scende. Nella stazione spaziale, l'aria è più ferma, e di conseguenza gli astronauti hanno sempre una leggera febbre. Anche le piante sono colpite.

"L'aria stazionaria colpisce uno strato sul lato inferiore della foglia dove si trovano i pori dello stoma. Quando la gravità scompare, lo strato limite nelle aperture a fessura si ispessisce. Ciò riduce l'evaporazione e fa aumentare la temperatura delle foglie. La diffusione del vapore acqueo nell'ambiente è una parte importante della regolazione delle piante e può essere paragonata alla sudorazione per raffreddare il corpo nell'uomo e negli animali, "dice Wolff.

La produzione alimentare nelle città offre l'opportunità di produrre più cibo nel modo più sostenibile. Le città non hanno molto terreno per la coltivazione, ma i residenti potrebbero piantare direttamente nell'acqua in sistemi chiusi al chiuso dove tutti gli aspetti del clima sono regolati. "Il riciclaggio e la fertilizzazione precisa sono fondamentali per ottenere una produzione alimentare più sostenibile. Coltivando piante direttamente in acqua con sostanze nutritive disciolte, la fertilizzazione e l'irrigazione sono molto più facili da controllare, "dice Wolff.

"Le piante diventano meno sensibili alle carenze nutrizionali perché le radici sono a diretto contatto con i nutrienti. Sono sempre in grado di accedere a nuovi nutrienti attraverso l'acqua, e può utilizzare assolutamente tutti i nutrienti disponibili, a differenza del terreno che lega i nutrienti e influisce sulla loro disponibilità alle radici. E le radici non marciscono quando l'acqua viene mischiata con un po' di ossigeno, " lei dice.