La NASA ha terminado su planificación y está lista para comenzar. Los humanos pronto regresarán a la Luna, esta vez en una base tripulada. Pero, para que este proyecto tenga éxito, los astronautas deben poder cultivar sus propios alimentos. Los investigadores noruegos están en el proceso de hacer esto posible.
por Christina Benjaminsen, Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología
El “suelo” lunar, o regolito como lo llaman los geólogos, es esencialmente un polvo en el que es difícil cultivar plantas. Como si esto no fuera suficiente, la luna se caracteriza por temperaturas que pueden alcanzar los 200 grados durante el día y caer hasta los 183 grados bajo cero por la noche.
Eso dice la investigadora de SINTEF Galina Simonsen. Sin embargo, a pesar de esto, Simonsen y sus colegas que trabajan como parte del proyecto internacional LunarPlant, que está siendo encabezado por NTNU Social Research y el Centro para la Investigación Interdisciplinaria en el Espacio (CIRiS), creen que será posible cultivar plantas alimenticias. en la Luna.
Enfrentar este desafío requiere una utilización racional de los recursos disponibles, combinada con suficiente luz y una atmósfera artificial. También existe la necesidad de encontrar un reemplazo para el suelo fértil.
“Es posible que ya hayas oído hablar de la hidroponía”, dice Simonsen. “Este es un método de cultivo de plantas en agua, que es completamente posible si el agua contiene suficientes nutrientes. El uso de este método es esencial para el éxito de este proyecto”, explica.
¿Cuánta agua hay en la luna?
“Los datos de radar indican que las regiones polares de la Luna contienen más de 600 000 millones de kilogramos de hielo”, dice Simonsen. “Esto es suficiente para llenar unas 240 000 piscinas olímpicas. Es mucho menos de lo que tenemos en la Tierra, pero será suficiente”. para permitir que los humanos mantengan cierto nivel de actividad. El hielo se derretirá para formar agua que se utilizará para cultivar plantas alimenticias “, explica.
Sin embargo, cultivar plantas en agua requiere que el agua contenga suficientes nutrientes. El “fertilizante” que se utilizará en la Luna será de hecho proporcionado por los propios astronautas en forma de desechos humanos: su orina. Porque este proyecto se basa en el uso circular de los recursos.
Aquí es donde hace su entrada el término “oro líquido”. Los amantes de la jardinería entre los lectores de Géminis sabrán que este es el nombre que recibe la orina diluida en agua. Muchos macizos de flores han florecido gracias a más de unas pocas gotas de “oro líquido”. Sin embargo, normalmente no se recomienda utilizar la orina como fertilizante para plantas destinadas al consumo humano. Uno de los retos de este proyecto es averiguar cómo podemos utilizar este recurso de forma segura.
“Las barreras vinculadas al uso de la orina como fertilizante incluyen las estrictas normas que rigen el uso de desechos humanos en el cultivo de plantas alimenticias”, explica Simonsen. “Además, el manejo de la orina humana es generalmente desagradable, combinado con el olor y el hecho de que libera toxinas ambientales orgánicas de larga duración y trazas de metales”, dice ella.
Las plantas cultivadas en “oro líquido” deben analizarse con cuidado y precisión para que podamos identificar valores de umbral seguros con miras a aprobar su uso como fuente de alimento. Además, las propias plantas deben contener suficientes nutrientes.
“Puede ser posible extraer algunos nutrientes para el crecimiento de las plantas del regolito lunar (el suelo lunar)”, dice Simonsen. “Pero estos son un poco escasos. La orina puede proporcionar nitrógeno, potasio y fósforo. Si está cultivando plantas para ensaladas, también puede cultivar otras plantas comestibles que pueden ayudar con la regulación de la calidad del agua y el equilibrio de nutrientes en el sistema”, dijo. dice.
¿Suelo? Solo encontramos verdaderos suelos en la Tierra
Otro aspecto del proyecto LunarPlant se centra en el suelo. O, para ser más precisos en el caso de la luna, la falta de suelo. El suelo de la Tierra no solo proporciona nutrientes, sino que también es el hábitat en el que “viven” las plantas.
“Estamos tratando de descubrir cómo podemos hacer que las plantas crezcan sin colapsar”, dice Simonsen. “Esto implica identificar un medio de cultivo que permita a las plantas desarrollar un sistema de raíces que les brinde el apoyo adecuado”, dice ella.
Para mantenerse erguidas, las plantas prefieren tener algo sólido en lo que impulsar sus raíces. Actualmente, la lana de roca es utilizada por algunos horticultores hidropónicos. Pero la lana de roca no es un material sostenible, al menos no en la luna.
“Enviar lana de roca a la luna podría costar hasta NOK 20 millones por kilo”, explica Simonsen. “Por esta razón, es importante que podamos usar un material que sea completamente circular. Tiene que ser liviano y multifuncional. En otras palabras, un material que pueda usarse primero para un propósito diferente al de un medio de cultivo”. ella dice.
Entonces, en colaboración con el centro de investigación técnica VTT en Finlandia, los investigadores han desarrollado un sustrato que funciona como un collar de apoyo para las plantas en crecimiento.
El sustrato es, de hecho, una alternativa a base de celulosa al suelo y la lana de roca. La celulosa es producida por plantas o, más precisamente, a partir de residuos vegetales. El sustrato se puede utilizar primero como material aislante para el transporte seguro de equipos vitales y sensibles que deben transportarse desde la Tierra hasta la Luna. A su llegada, se puede reutilizar como medio de cultivo.
Hasta ahora, los resultados han sido prometedores.
“Observamos que el sustrato no se rompe en el medio de cultivo acuoso. Sus componentes también son amigables con las plantas y no contienen químicos que puedan tener un impacto negativo en el crecimiento de las plantas o la seguridad alimentaria”, dice Simonsen.
Pero, ¿el sistema tiene alguna limitación?
“Sí”, responde Simonsen. “Su aplicación se limita a solo ciertos tipos de plantas. Solo unas pocas plantas se pueden cultivar hidropónicamente, como tomates, pepinos, fresas y verduras para ensalada. Otras, como los tubérculos, no se pueden cultivar con este método”, explica.
Aprendiendo de la industria petrolera
El sustrato es pues fundamental, pero también es importante saber cómo se comporta el agua que contiene. Por ejemplo, a algunas plantas no les gusta “mojarse demasiado los pies”.
“No se debe permitir que el agua se estanque”, dice Simonsen. “Siempre debe haber un flujo de agua adecuado. Tanto el aire como el agua deben transportarse de manera eficiente a través del material para garantizar un crecimiento saludable de las plantas . El sustrato debe ser lo suficientemente resistente para sostener una planta completamente desarrollada y al mismo tiempo permitir que las raíces crezcan”. crecer sin obstrucciones”, dice ella.
Para averiguar cómo sucede esto, los investigadores han obtenido conocimientos de la industria petrolera y el modelado de flujo multifásico ha demostrado ser una herramienta muy útil.
“Las tecnologías utilizadas para el transporte de petróleo y gas han demostrado ser transferibles”, dice Simonsen. “Los métodos que aplicamos para el transporte de hidrocarburos fluidos en grandes instalaciones pueden transferirse a los mecanismos que funcionan en estructuras diminutas como estos sustratos vegetales“, dice.
“Nuestro objetivo es construir un modelo digital que simule los diferentes factores que influyen en el comportamiento del sustrato”, explica Simonsen. “Esto nos permitirá ejecutar simulaciones en condiciones idénticas a las de la Luna, incluido el efecto de la ingravidez”, dice.
¿ Podemos también usar esta tecnología para cultivar plantas en regiones hostiles de la Tierra?
“Absolutamente”, dice Simonsen. “Este método de cultivo se puede aplicar en cualquier lugar y es particularmente importante en el contexto de la utilización de recursos. La orina contiene fósforo, que es un recurso no renovable, y la lana de roca, que actualmente se usa en varias situaciones, no es biodegradable. ” ella dice.