¿Cómo funcionará la agricultura extraterrestre en Marte?

¿Cómo funcionará la agricultura extraterrestre en Marte?

En las películas, todo parece tan simple. Pero para cultivar alimentos en Marte, debemos crear el suelo desde cero y construir nuestra propia mini-biosfera.

El aterrizaje de personas en Marte será un acontecimiento histórico en la historia de la humanidad. La vida más allá de la biosfera terrestre sigue siendo un sueño para muchos. Pero la creación de un asentamiento sostenible en el Planeta Rojo requerirá el desarrollo de su entorno. Será necesario desarrollar formas de producir alimentos en un lugar donde no estén. Después de todo, los suministros de la Tierra serán intermitentes o no existirán en absoluto.

En el éxito de taquilla "Marciano" de 2015, Mark Watney (Matt Damon) representó la famosa plantación de papas en un invernadero improvisado después de haber estado en una situación difícil durante una tormenta épica que hizo que el resto de la tripulación detuviera la misión y se fuera volando sin ella. Usando el envasado al vacío de la misión, Watney plantó las papas en el "suelo" planetario, extrajo agua mediante reacciones químicas y fertilizó su floreciente cultivo de papa con desechos de tripulación liofilizados.

Esta parece una forma bastante simple de cultivar plantas en Marte. Pero este no es el caso.

"La realidad ni siquiera se acerca a una solución cinematográfica", dijo Ralph Fritsche, gerente principal de proyectos de alimentos en el Centro Espacial Kennedy de la NASA.

La NASA planea enviar astronautas a Marte en la década de 2030. El jefe de SpaceX, Ilon Musk, propuso una campaña agresiva de colonización del planeta, basada en un sistema de transporte interplanetario (SMT). Pero incluso si SpaceX tiene la experiencia de transportar personas a Marte, todavía no hay un plan sobre cómo pueden vivir allí y producir alimentos a expensas de la Tierra. Dado que el envío de alimentos de la Tierra a Marte costará alrededor de $ 1 mil millones por año por persona, resulta obvio que necesitamos urgentemente otro plan para suministrar alimentos a los futuros investigadores marcianos.

"Ilon Musk presentó un desafío difícil para el mundo", dijo Daniel Batcheldor, profesor de física y ciencias espaciales en el Instituto de Tecnología de Florida y director del proyecto del Instituto Espacial, Buzz Aldrin. “Sabemos que no podemos entregar la masa necesaria para la superficie marciana enviada desde la Tierra. Necesitamos crear una colonia estable en el Planeta Rojo, que no dependerá de los suministros terrenales ".

Mientras pensamos en crear la primera colonia marciana o en el apoyo de un pequeño grupo de astronautas de la NASA, los investigadores están trabajando en el desarrollo de nuevas estrategias para el cultivo de plantas fuera de la Tierra.

Fritsche y su colega de la NASA Trent Smith se han unido a científicos del Instituto Espacial Buzz Aldrin para investigar cuáles son los métodos reales de cultivo de alimentos en Marte. Si bien el uso de los desechos físicos de los astronautas como fertilizante puede jugar un papel, necesitaremos todo (desde eliminar las toxinas de los organismos hasta las "bacterias de diseño") para crear la versión marciana del suelo que tenemos en la Tierra.

“No debería haber materia orgánica en el regolito marciano. Y para el procesamiento de nutrientes, necesitará destructores para destruir lo que está allí y ponerlo a disposición (en la forma correcta) para que lo usen las plantas ”, dijo Fordham Brooke Wheeler, profesor asociado de la facultad de astronáutica. "Esta será una estrategia potencial para crear una colonia que sea más resistente al procesamiento de residuos, independientemente de si pertenecen a humanos, plantas o cualquier otro residuo orgánico". Wheeler y su colega Drew Palmer (profesor asistente de ciencias biológicas en el Instituto de Tecnología de Florida) usan un regolito marciano, con la esperanza de explorar el proceso de usar sus propios recursos durante una misión humana en el Planeta Rojo. El simulador (polvo de roca volcánica de las islas de Hawai) no contiene ninguno de los nutrientes necesarios para el crecimiento de la planta, pero sobre todo se parece al regolito marciano.

¿Cómo funcionará la agricultura extraterrestre en Marte?

La lechuga, que se cultivó solo en un simulador marciano (sin agregar nutrientes), produjo solo pequeñas hojas en el laboratorio (Instituto Espacial FIT / Buzz Aldrin).

Aunque el simulador de regolito es un buen comienzo, Wheeler y Palmer entienden sus limitaciones. Uno de los mayores desafíos futuros es cómo los astronautas marcianos “eliminarán” las sustancias cósmicas tóxicas que se sabe que están presentes en el planeta. Como lo confirmó el Laboratorio de Ciencia Marciano Curiosity de la NASA, el regolito marciano ha sido embalado con sales de perclorato, que se utilizan en procesos industriales en la Tierra y se sabe que causan problemas de tiroides. La eliminación de los percloratos del regolito marciano hará que el recurso sea adecuado para la agricultura.

"Cuando comenzamos la introducción de microbios, nos gustaría usar microbios diseñados para eliminar los percloratos tóxicos, que estarán muy presentes en el suelo", dijo Palmer. "Puedes comenzar a diseñarlos ahora, en la Tierra".

Pero este no es el último punto. Ya que hay microbios en el suelo en Marte que forman la base de los ciclos de vida que gobiernan la biosfera de la Tierra, tendremos que introducir bacterias y plantas estratégicas en el regolito marciano para obtener la mayor cantidad de nutrientes. "Creemos que a largo plazo, volver a registrar microbios y organismos que coexisten con las plantas (en la Tierra) creará ciclos sostenibles de nitrógeno y fósforo (en Marte)", dijo Palmer.

Los fertilizantes son la materia prima de estos ciclos, por lo que al planificar la agricultura marciana debemos considerar cómo se suministrará esto. ¿Habrá suministros de la tierra? ¿O se producirá localmente para reducir el costo y la dependencia de nuestro planeta?

"Para complementar este sistema, necesita construir más estructuras", agregó Palmer.

Los investigadores creen que antes de que una persona ponga un pie en el Planeta Rojo, una misión robótica podría volar un mes antes y preparar un regolito marciano para la agricultura. Los robots de granja pueden extraer el regolito y realizar tareas para eliminar el perclorato, introduciendo la biología necesaria para crear los ciclos necesarios para la supervivencia de las plantas. La idea es crear granjas viables antes de que llegue la misión humana. Los astronautas llegarán al lugar listo con alimentos frescos, así como sistemas de soporte vital (suministro de oxígeno y ajuste de toxinas).

¿Cómo funcionará la agricultura extraterrestre en Marte?

Las hojas de lechuga se cultivan en un simulador de Marte con nutrientes añadidos. El resultado son hojas sanas (FIT / Buzz Aldrin Space Institute).

Muchos problemas diferentes están asociados con la producción de productos en Marte. Pero una de las mayores ventajas del cultivo de plantas físicas será la psicológica. Trent Smith, jefe del proyecto experimental "Vegetariano" de la Estación Espacial Internacional, que utiliza hidropónicos para suministrar a las plantas agua y nutrientes en microgravedad, se dio cuenta de que los astronautas en el puesto orbital reciben una gran alegría al cultivar plantas en un entorno completamente estéril, lejos de casa. "Debido a que están en una estación espacial, en un ambiente muy hostil, con todos estos cables y alambres ... Pero tienen estas pequeñas plantas que les interesan y que recuerdan el hogar", dijo Smith. "Cuando vayamos a Marte, este será un momento muy importante".

Veggie demostró el proceso de cultivo de lechuga, que realizó el astronauta de la NASA Scott Kelly durante su misión de un año a bordo de una estación espacial con el astronauta ruso Mikhail Kornienko. Pero los astronautas seguían dependiendo de los suministros terrenales. Si bien la hidroponía puede tener que desempeñar un papel complementando las dietas de los exploradores marcianos, al final, debemos depender de los recursos del Planeta Rojo para crear y mantener las condiciones para la vida.

“Inicialmente podríamos hacer cultivos hidropónicos. La hidroponía es increíblemente efectiva ", dijo Smith. “Pero, si va a quedarse por un largo tiempo, entonces tiene sentido que ocurra en los sistemas de cultivo regolítico. Tendrás dos formas diferentes de cultivar plantas para la alimentación ".

Independientemente del camino que elija, tendrá que utilizar el potencial técnico para aprender a reacomodarse en un entorno inhóspito.

"Es como si estuviéramos regresando a una sociedad agraria temprana cuando estábamos tratando de averiguar cómo cultivar la tierra", dijo Batcheldor. "Pero en lugar de suelo fértil, cultivamos el suelo marciano".

"Crear una colonia marciana permanente finalmente arreglará nuestra presencia en el planeta", agregó.

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