Los alimentos frescos son tan atractivos para los astronautas que celebraron con ensalada cuando pudieron cultivar algunas cabezas de lechuga en la Estación Espacial Internacional hace tres años. En 2021, Los científicos esperan cultivar frijoles en el espacio en sembradoras de alta tecnología desarrolladas en la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU).

"A los astronautas les gusta la jardinería y todo lo que les recuerda la vida en la tierra. Les gusta cuidar y regar las verduras, y conseguir que germinen, "dice Silje Wolff, un fisiólogo vegetal en el Centro de Investigación Interdisciplinaria en el Espacio (CIRiS), que es parte de NTNU Social Research. Wolff acaba de completar un experimento que involucró el cultivo de lechuga para cultivar en el espacio. La lechuga se plantó en suelo artificial hecho de roca volcánica. El objetivo es que las plantas crezcan directamente en agua complementada con nutrientes vegetales.

"El sueño de todo astronauta es poder comer alimentos frescos como fresas, tomates cherry o cualquier cosa que tenga mucho sabor. Algún día, eso sin duda será posible. Imaginamos un invernadero con varias variedades de vegetales, "dice Wolff.

Las estancias más largas en la Estación Espacial Internacional han sido de seis meses. Las personas que viajen a Marte deberán estar preparadas para permanecer en el espacio durante al menos un año. La Agencia Espacial Europea tiene previsto construir una base lunar en 2030 como escala en el camino a Marte. La NASA planea volar directamente al planeta con una fecha de aterrizaje prevista para 2030.

"La forma en que funcionan los viajes espaciales hoy en día, es casi imposible llevar todos los recursos que necesita. Por eso tenemos que desarrollar un sistema biológico para que los astronautas puedan producir su propia comida, y reciclar todos los recursos, "dice Wolff.

Los astronautas de hoy en día solo comen alimentos liofilizados y envasados ​​al vacío. "Los astronautas luchan con tener poco apetito. A menudo pierden peso. Uno de nuestros objetivos es abordar el aspecto psicológico de comer algo fresco. Los alimentos envasados ​​al vacío no te recuerdan realmente a los alimentos. Tener algo fresco que despierte el apetito y el receptores en el cerebro es importante, "Dice Wolff.

NTNU y CIRiS están colaborando con investigadores italianos y franceses en su búsqueda por cultivar alimentos a base de plantas para viajes espaciales largos. CIRiS prueba los nuevos equipos fabricados por el taller técnico de NTNU:sofisticadas jardineras que regulan toda el agua, nutrientes, gas y aire que necesitan las plantas. En el espacio, hay que recuperar toda el agua y los alimentos. Esto significa que la fertilización de las plantas debe ser lo más precisa posible.

Wolff ha realizado experimentos en cámaras de crecimiento reguladas por el clima en los Países Bajos como un aspecto de esta investigación.

De todos los nutrientes que necesitan las plantas, ellos usan más nitrógeno. Durante sus experimentos, Wolff analizó diferentes dosis de nutrientes y cómo afectaron la absorción de agua de las plantas. "Descubrimos que las plantas pueden en cierto sentido, 'huelen' la cantidad de nutrientes disponibles para ellos. Cuando la concentración de nitrógeno es muy baja, la planta absorberá más agua, y por tanto más nitrógeno, hasta que alcance un nivel óptimo. La planta tiene un mecanismo que se enciende cuando el nivel de nitrógeno es adecuado. Luego ajusta la absorción de nitrógeno y agua hacia abajo, "dice Wolff.

Todo lo que se puede probar en la Tierra ya se ha llevado a cabo. El siguiente paso es cultivar frijoles en el espacio para observar el efecto de la ausencia de gravedad en la capacidad de las plantas para transportar agua y absorber nutrientes. Simular la ausencia de gravedad no se puede hacer en la Tierra.

Los frijoles se colocan en una centrífuga para que broten y crezcan en la estación espacial. La centrífuga se gira para simular diferentes niveles de gravedad.

"El arte de hacer crecer algo en el espacio se puede transferir a nuestro planeta, "Dijo Wolff." Así es como creamos una configuración que produce tanto las condiciones de microgravedad en la estación espacial como la fuerza de un g que existe en la Tierra ".

Eso le permitirá comparar cómo los diferentes niveles gravitacionales afectan a las plantas en el espacio. En la tierra, la gravedad hace que el aire caliente se eleve mientras que el aire frío se hunde. En la estación espacial el aire es más estacionario, y los astronautas siempre tienen una fiebre leve como resultado. Las plantas también se ven afectadas.

"El aire estacionario afecta una capa en la parte inferior de la hoja donde se encuentran los poros del estoma. Cuando la gravedad desaparece, la capa límite en las aberturas en forma de hendidura se espesa. Esto reduce la evaporación y hace que aumente la temperatura de la hoja. La difusión del vapor de agua al medio ambiente es una parte importante de la regulación de las plantas y se puede comparar con la sudoración para enfriar el cuerpo en humanos y animales. "dice Wolff.

La producción de alimentos en las ciudades ofrece la oportunidad de producir más alimentos de la manera más sostenible. Las ciudades no tienen mucho suelo para cultivar, pero los residentes podrían plantar directamente en el agua en sistemas cerrados cerrados donde todos los aspectos del clima están regulados. "El reciclaje y la fertilización precisa son fundamentales para lograr una producción de alimentos más sostenible. Al cultivar plantas directamente en agua con nutrientes disueltos, la fertilización y el riego son mucho más fáciles de controlar, "dice Wolff.

"Las plantas se vuelven menos sensibles a las deficiencias nutricionales porque las raíces están en contacto directo con los nutrientes. Siempre pueden acceder a nuevos nutrientes a través del agua, y puede utilizar absolutamente todos los nutrientes disponibles, a diferencia del suelo que une los nutrientes y afecta su disponibilidad para las raíces. Y las raíces no se pudren cuando el agua se mezcla con un poco de oxígeno, " ella dice.