Si los humanos van a viajar a destinos distantes en el espacio como la luna o Marte, necesitarán formas de vivir durante largos períodos de tiempo. Y uno de los desafíos clave de eso incluye cómo tener alimentos y agua seguros para comer y beber cuando están lejos de la Tierra.

En la Estación Espacial Internacional (ISS), los astronautas pueden obtener reabastecimientos de la Tierra desde naves espaciales de carga que visitan la estación espacial, tardando solo seis horas en llegar. Pero el tiempo de viaje a Marte es de ocho meses como mínimo. Y si estás en el Planeta Rojo, tienes que hacerlo solo.

Los científicos han estado trabajando para abordar este problema. Han estado buscando formas para que los astronautas produzcan su propia agua limpia y cultiven sus propios alimentos. Y lo que es más importante, se aseguran de que se reduzca cualquier riesgo de contaminación, para mantener a los astronautas lo más seguros y saludables posible en misiones de larga duración.

Agua limpia

El agua potable es algo que muchos de nosotros damos por sentado en la Tierra, pero en las misiones espaciales es más difícil de conseguir. La ISS recicla gran parte de su agua utilizando productos químicos, pero todavía depende de importantes envíos de agua desde la Tierra para dar a sus astronautas acceso a agua limpia.

Un proyecto llamado BIOWYSE esperaba encontrar una solución al problema del agua para misiones largas. El proyecto buscó formas de almacenar agua durante períodos prolongados, monitorearlo en tiempo real para detectar contaminación de microbios, y luego dispense agua potable limpia cuando sea necesario descontaminando el agua con luz ultravioleta en lugar de productos químicos.

"Queríamos un sistema que lo llevara de la A a la Z, desde almacenar el agua hasta ponerla a disposición de alguien para que la beba, "dijo el Dr. Emmanouil Detsis, el coordinador de BIOWYSE. "Eso significa que almacenas el agua, puede controlar la biocontaminación, puede desinfectar si es necesario, y finalmente lo entrega a la taza para beber ".

El resultado final fue una máquina totalmente automatizada que podía realizar todas estas tareas. "Cuando alguien quiere beber agua, presiona el botón, "dijo el Dr. Detsis. El agua está revisada, descontaminado si es necesario, luego entregado. "Es como un enfriador de agua, " él dijo.

Los científicos están explorando cómo descontaminar el agua que ha estado almacenada en el espacio durante mucho tiempo con luz ultravioleta en lugar de con productos químicos. Crédito de la imagen:consorcio BIOWYSE

La máquina incluso podría analizar muestras de superficies húmedas dentro de una nave espacial para ver si estaban contaminadas y eran peligrosas para los astronautas. "Dentro del hábitat cerrado, empiezas a tener la humedad acumulada y es posible que tengas rincones o áreas donde no estén limpias, ", dijo el Dr. Detsis." Así que desarrollamos algo que podría revisar estas áreas de una manera rápida ".

El proyecto desarrolló un prototipo de esta máquina en la Tierra, midiendo alrededor de un metro de largo, con la idea de que se podría usar una versión más pequeña en algún lugar como la ISS. Por último, sin embargo, la idea era que un sistema como BIOWYSE podría ser útil para futuras exploraciones, y el prototipo permanece disponible para cualquier misión aplicable en el futuro.

"El sistema está diseñado teniendo en cuenta los hábitats futuros, "dijo el Dr. Detsis." Así que una estación espacial alrededor de la luna, o un laboratorio de campo en Marte en las próximas décadas. Estos son lugares donde el agua pudo haber estado allí algún tiempo antes de que llegara la tripulación ".

Autosostenibilidad

El agua es difícil de conseguir pero no escasea en el sistema solar. Tanto la luna como Marte tienen hielo que, en teoría, podría convertirse en agua potable. Pero una perspectiva más difícil para la autosostenibilidad es la comida:cualquier alimento para los astronautas debe traerse de la Tierra.

Hay algunas ideas en desarrollo sobre cómo cultivar alimentos sin misiones de reabastecimiento constantes. Durante varios años en la ISS, Los astronautas han estado utilizando máquinas como el Sistema de cultivo modular europeo (EMCS), lanzado en 2006, para investigar el crecimiento de plantas como el berro. El ECMS fue reemplazado por una máquina similar llamada Biolab en 2018.

Dr. Ann-Iren Kittang Jost del Centro de Investigación Interdisciplinaria en el Espacio (CIRiS) en Noruega, fue el coordinador del proyecto en TIME SCALE, un proyecto que buscaba formas de desarrollar un nuevo sistema para cultivar plantas que fueran seguras para comer en el espacio. Cuando el Dr. Kittang Jost inició el proyecto, EMCS ya había estado en el espacio durante una década y era hora de actualizarlo, ella dice.

"Necesitamos tecnologías de vanguardia para cultivar alimentos para la futura exploración espacial a la Luna y Marte".

Dra. Ann-Iren Kittang Jost, Centro de Investigación Interdisciplinaria en el Espacio, Noruega

ESCALA DE TIEMPO destinada a producir un método para reciclar agua y nutrientes dentro de una futura máquina de cultivo, y también controlar la salud de las plantas más fácilmente, desarrollar una idea para un 'invernadero' en el espacio.

"Necesitamos tecnologías de vanguardia para cultivar alimentos para la futura exploración espacial a la Luna y Marte, " ella dijo, así como nuevas ideas. "Tomamos (el ECMS) como punto de partida para definir conceptos y tecnologías para aprender más sobre el cultivo de cultivos y plantas en microgravedad".

TIME SCALE imaginó una máquina que tendría un espacio más grande para cultivar plantas que el EMCS del tamaño de una maleta, con más funcionalidades. "We built a prototype demonstrating that we could recycle the nutrients and we could grow salad or lettuce in there, " said Dr. Kittang Jost. "We could produce them, and monitor the nutrients in the water. We proved the concept."

As with Biolab and the ECMS, the prototype was designed to use a spinning centrifuge to simulate gravity on the moon and Mars to measure the plants' uptake of nutrients or water, por ejemplo. Such ideas could not just useful for space travel, but for people on Earth too. "It's important to find synergies with the challenges we have on the ground, " said Dr. Kittang Jost. And that includes finding ways to reuse nutrients and water in our own greenhouses, for example by improving sensor technology and developing better ways to monitor nutrients and plant health.

Mundos

In order to travel to and even live on worlds like the moon and Mars, technologies like these will be crucial—allowing astronauts to be self-sustainable when they are far from Earth. And making sure any water stored at these locations is decontaminated and safe to drink is very important.

"It will not be like the ISS, " said Dr. Detsis. "You are not going to have a constant crew all the time. There will be a period where the laboratory might be empty, and will not have crew until the next shift arrives in three or four months (or longer). Water and other resources will be sitting there, and it may build up microorganisms."

Dr. Kittang Jost says that in terms of producing safe food, we are nearing the goal of having a system that can be used on future missions. "We're quite close, " she said. "It's a challenge of course. But building a greenhouse should be feasible."