¿Cómo crecen las plantas en el espacio? La tecnología de los alimentos en el espacio

Para viajar al espacio profundo, como por ejemplo una misión a Marte, los astronautas deben poder cultivar su propia comida en lugar de depender de la comida preparada previamente. Los experimentos para descubrir si las plantas se pueden cultivar en el espacio en la Estación Espacial Internacional están allanando el camino para hacer realidad estos viajes.

La idea de que los humanos colonicen otro planeta ha capturado la imaginación de los fanáticos de la ciencia ficción durante años, y un aspecto central para cada trama es cómo sobrevivir en un ambiente estéril y sobrenatural. Esto hace que la capacidad de cultivar plantas en el espacio sea una de las áreas más emocionantes y comentadas de la ciencia detrás de la exploración espacial.

Los científicos han comenzado a intentar cultivar plantas en un terreno similar a Marte, como es el desierto de Utah. ¹ Pero la superficie de Marte se parece más a rocas volcánicas y cenizas que al suelo, y contiene sustancias químicas que son tóxicas para los humanos. ² Los científicos están trabajando en una forma de limpiar las toxinas de la superficie rocosa, pero no parece una idea muy prometedora como solución para cultivar alimentos en el espacio.

CULTIVAR ALIMENTOS A PARTIR DE DESECHOS

Para sobrevivir, las plantas necesitan un suelo rico en carbono y nitrógeno, así como un suministro regular de agua y dióxido de carbono. Puede sonar extraño, pero los humanos de alguna manera crean cada uno de estos productos como basura. Además, almacenar y transportar desechos de manera segura e higiénica es un gran problema en una nave espacial. Una solución es crear un sistema que recicle los productos de desechos humanos para cultivar plantas como alimento, como en la Tierra. Esto es lo que se conoce como un sistema de soporte vital bio-regenerativo.

Dato curioso: hay un sistema de reciclaje de agua de circuito cerrado a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS). Las aguas residuales se capturan de la orina, el sudor e incluso la humedad del aliento, luego las impurezas se filtran. El agua producida es utilizada por los miembros de la tripulación en los alimentos, como agua potable y para bañarse. ³Por extraño que parezca, el famoso astronauta de la EEI Chris Hadfield insiste en que 'es más limpio que el agua que bebemos en casa'. ⁴

CULTIVANDO VERDURAS EN LA ESTACION ESPACIAL INTERNACIONAL

Durante casi 20 años, los seres humanos han estado viviendo en el espacio en la Estación Espacial Internacional (EEI). Durante todo ese tiempo, la NASA ha trabajado duro para proporcionar alimentos a sus astronautas, que sean tanto nutritivos como sabrosos. Pero, solo hay una cantidad de comida precocinada que alguien puede tomar antes de que pierda su frescura. Esto ha empujado a los investigadores de la NASA a experimentar con verduras, cuyo objetivo es cultivar frutas y verduras frescas en la estación espacial. Y han tenido éxito: desde 2017, los astronautas de la EEI han logrado cultivar variedades de lechuga, rábanos, guisantes, flores de zinnia y girasoles. ⁵

¿Cómo lo hacen? Las semillas se siembran en 'almohadas de plantas', un pequeño paquete que contiene arcilla calcinada; este es un suelo que se ha calentado justo por debajo del punto de fusión para eliminar la humedad y los microbios.⁶ Cada almohada contiene un fertilizante de liberación controlada y sirve como lugar para que las semillas echen raíces.

Una vez en vuelo, las semillas secas se colocan en estas almohadas de plantas y se riegan. Esto se instala en “Veggie”, una cámara similar a un invernadero en miniatura, que proporciona las condiciones adecuadas para que las plantas germinen y crezcan. ⁷ El objetivo es cultivar plantas de tamaño normal en la menor cantidad de tierra posible. El agua se administra precisamente a las raíces. Para cultivar otras plantas, utilizan métodos de hidroponía, donde se suministra agua directamente a las raíces, o aeroponía, donde se suministra agua a las raíces y al tallo inferior de la planta como vapor de agua. La aeroponía proporciona una ventaja particular para algunas plantas, ya que reduce la necesidad de tierra y un gran sistema de raíces para absorber el agua, en lugar de que la planta lo atrape a través del vapor de agua, que se enriquece con los nutrientes que necesita.

La cámara “Veggie” tiene luces LED preprogramadas para crear condiciones óptimas para las plantas y ciclos de luz diarios. Las luces rojas y azules se usan principalmente en las plantas 'durante el día', ya que estas son las frecuencias de luz que absorben para la fotosíntesis: la luz verde se refleja y eso es lo que les da su color distintivo. ⁷ En gravedad cero (condiciones sin peso experimentadas en el espacio), los gases se acumulan en partes de la cámara en lugar de circular. Que el aire no se mueva significa que las estomas (poros en la superficie de las hojas que permiten el movimiento de gases dentro y fuera de la planta) no pueden obtener el dióxido de carbono que necesitan para crecer y realizar la fotosíntesis. Entonces, los ventiladores en la cámara son cruciales para mantener el aire circulando. ⁸

El investigador y fisiólogo de plantas de la NASA, Ray Wheeler, explica cómo funciona el cultivo de plantas en el espacio en el siguiente podcast. 

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LA COMIDA FRESCA HACE QUE LOS TRIPULANTES ESTEN MÁS CONTENTOS

Como parte del experimento, los miembros de la tripulación tienen un enfoque más práctico para nutrir las plantas. Ayudan a que las plántulas emerjan de las almohadas, riegan las plantas y monitorean su progreso. Además de las opiniones de los astronautas sobre el sabor y el olor de las verduras, también se les pregunta sobre su estado de ánimo general después de cultivar las plantas. ⁹

Los hallazgos del experimento de estas cámaras o pequeños invernaderos aún no se conocen, pero la evidencia sugiere que tener algo nuevo y fresco en la dieta, con un sabor y textura diferentes, tiene un gran efecto en la tripulación al ayudarles a superar la 'fatiga alimentaria' y a disfrutar con cada comida. Además, trabajar en el huerto hace que los tripulantes se sientan como en casa, lo cual tiene un impacto psicológico muy positivo. Imagínese estar en una nave espacial donde cada superficie es de plástico, metal, paneles de control y botones: se ha descrito muchas veces como un 'ambiente extremo y hostil'. ⁷. El follaje verde y el cuidado de algo que le recuerda a su hogar puede marcar la diferencia en el espacio, especialmente si pasaras meses o incluso años dentro de la estación espacial. Después de todo, el miembro de la tripulación de la ISS, Scott Kelly, amaba tanto las flores de zinnia, que saco varias fotos por toda la estación espacial, antes de preparar un ramo para sus compañeros para el Día de San Valentín 2016.²

Si pudieras elegir solo una fruta o verdura que pudieras tener fresca por el resto de tu vida, ¿cuál sería? Deja tus comentarios a continuación.