Cellule di Chlorella vulgaris al microscopio. Queste microalghe hanno una varietà di usi sulla Terra e potrebbero far parte di sistemi di supporto vitale nei futuri viaggi spaziali. Credito:Institute of Space Systems - Università di Stoccarda, Germania
Gli astronauti in future missioni spaziali di lunga durata sulla Luna e su Marte potrebbero fare affidamento sulle microalghe per fornire elementi essenziali tra cui cibo, acqua e ossigeno. Una nuova indagine a bordo della Stazione Spaziale Internazionale testa l'utilizzo della microalga Chlorella vulgaris come componente biologico di un sistema ibrido di supporto vitale (LSS).
Man mano che gli umani si allontanano dalla Terra e per periodi di tempo più lunghi, portando con sé sufficienti scorte di cibo, acqua e ossigeno diventa una sfida. Confezionare alimenti nutrienti e forse anche gustosi può rivelarsi ancora più difficile.
Sistemi di supporto vitale attuali, come il Life Support Rack (LSR), utilizzare processi fisico-chimici e reazioni chimiche per generare ossigeno e acqua e rimuovere l'anidride carbonica dalla stazione spaziale.
L'indagine Photobioreactor (PBR) dimostra la creazione di un LSS ibrido aggiungendo i processi biologici di una microalga, che ha un'efficienza fotosintetica fino a dieci volte maggiore di piante più complesse. Queste minuscole piante potrebbero assorbire l'anidride carbonica concentrata rimossa dall'atmosfera della cabina e utilizzare la fotosintesi per produrre ossigeno e forse anche cibo per gli astronauti, secondo Norbert Henn, un co-investigatore e consulente presso l'Istituto di sistemi spaziali dell'Università di Stoccarda.
L'Institute of Space Systems ha iniziato la ricerca sulle microalghe per applicazioni spaziali nel 2008 e ha iniziato a lavorare sul fotobioreattore nel 2014, insieme al Centro aerospaziale tedesco (DLR) e Airbus.
"L'uso di sistemi biologici in generale acquista importanza per le missioni man mano che la durata e la distanza dalla Terra aumentano. Per ridurre ulteriormente la dipendenza dal rifornimento dalla Terra, quante più risorse possibili dovrebbero essere riciclate a bordo, ", ha affermato la co-investigatrice Gisela Detrell.
La camera del fotobioreattore viene utilizzata per coltivare microalghe a bordo della Stazione Spaziale Internazionale in una dimostrazione della creazione di sistemi di supporto vitale ibridi che utilizzano processi sia biologici che fisico-chimici. Credito:Institute of Space Systems - Università di Stoccarda, Germania
Gli astronauti attivano l'hardware del sistema a bordo della stazione spaziale e lasciano crescere le microalghe per 180 giorni. Questo lasso di tempo consente ai ricercatori di valutare la stabilità e le prestazioni a lungo termine del fotobioreattore nello spazio, così come il comportamento di crescita delle microalghe e la sua capacità di riciclare l'anidride carbonica e rilasciare ossigeno, secondo il co-investigatore Jochen Keppler. I ricercatori hanno in programma di analizzare i campioni sulla Terra per determinare gli effetti della microgravità e delle radiazioni spaziali sulle cellule delle microalghe.
"Questi sono i primi dati di un volo collaudato, funzionamento a lungo termine di un componente biologico LSS, " ha detto Keppler. La resilienza delle alghe alle condizioni dello spazio è stata ampiamente dimostrata in colture cellulari su piccola scala, ma questa sarà la prima indagine a coltivarlo in un PBR nello spazio.
Clorella, una delle alghe più studiate e ampiamente caratterizzate al mondo, viene utilizzato nei biocarburanti, Cibo per animali, acquacoltura, nutrizione umana, trattamento delle acque reflue e biofertilizzante in agricoltura.
"La biomassa di clorella è un integratore alimentare comune e può contribuire a una dieta equilibrata grazie al suo alto contenuto di proteine, acidi grassi insaturi, e varie vitamine, compreso B12, " ha affermato il co-investigatore e biotecnologo Harald Helisch presso l'Institute of Space Systems. Per quanto riguarda il gusto, Aggiunge, "se ti piace il sushi, lo amerai."
L'obiettivo a lungo termine è facilitare missioni spaziali più lunghe riducendo la massa totale del sistema e la dipendenza dal rifornimento, ha detto il co-investigatore Johannes Martin. "Per realizzare questo, le future aree di interesse includono l'elaborazione a valle delle alghe in cibo commestibile e il potenziamento del sistema per fornire ossigeno a un astronauta. Lavoreremo anche su interconnessioni con altri sottosistemi della LSS, come il sistema di trattamento delle acque reflue, e trasferimento e adattamento della tecnologia a un sistema basato sulla gravità come una base lunare".
Gli astronauti potrebbero ancora dover confezionare il loro wasabi.
