Alimentos frescos são tão atraentes para os astronautas que eles comemoraram com salada quando foram capazes de cultivar algumas cabeças de alface na Estação Espacial Internacional, três anos atrás. Em 2021, os cientistas esperam cultivar feijão no espaço em plantadores de alta tecnologia desenvolvidos na Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia (NTNU).

"Os astronautas gostam de jardinagem e de tudo que os faça lembrar da vida na Terra. Eles gostam de cuidar e regar os vegetais, e fazendo-os germinar, "diz Silje Wolff, fisiologista de plantas no Centro de Pesquisa Interdisciplinar no Espaço (CIRiS), que faz parte da Pesquisa Social NTNU. Wolff acaba de concluir um experimento que envolveu o cultivo de alface para cultivo no espaço. A alface foi plantada em solo artificial feito de rocha vulcânica. O objetivo é que as plantas cresçam diretamente na água que é suplementada com nutrientes para as plantas.

“O sonho de todo astronauta é poder comer alimentos frescos como morangos, tomate cereja ou qualquer coisa que seja realmente saborosa. Algum dia, isso certamente será possível. Imaginamos uma estufa com diversas variedades de vegetais, "diz Wolff.

As estadias mais longas na Estação Espacial Internacional foram de seis meses. As pessoas que viajam para Marte precisam estar preparadas para permanecer no espaço por pelo menos um ano. A Agência Espacial Européia planeja construir uma base lunar em 2030 como uma escala no caminho para Marte. A NASA planeja voar diretamente para o planeta com a meta de aterrissar em 2030.

"A forma como as viagens espaciais funcionam hoje, é quase impossível levar consigo todos os recursos de que você precisa. É por isso que temos que desenvolver um sistema biológico para que os astronautas possam produzir seus próprios alimentos, e reciclar todos os recursos, "diz Wolff.

Os astronautas de hoje comem apenas alimentos liofilizados e embalados a vácuo. "Os astronautas lutam para não ter apetite. Freqüentemente, perdem peso. Lidar com o aspecto psicológico de comer algo fresco é um de nossos objetivos. Alimentos embalados a vácuo realmente não lembram você de comida. Ter algo fresco que desperte o apetite e a dose certa receptores no cérebro são importantes, "Wolff diz.

NTNU e CIRiS estão colaborando com pesquisadores italianos e franceses em sua busca pelo cultivo de alimentos à base de plantas para longas viagens espaciais. O CIRiS testa os novos equipamentos fabricados pela oficina técnica da NTNU - plantadores sofisticados que regulam toda a água, nutrientes, gás e ar de que as plantas precisam. No espaço, toda a água e comida tem que ser recuperada. Isso significa que a fertilização das plantas deve ser o mais precisa possível.

Wolff conduziu experimentos em câmaras de crescimento reguladas pelo clima na Holanda como um aspecto desta pesquisa.

De todos os nutrientes que as plantas requerem, eles usam mais nitrogênio. Durante seus experimentos, Wolff observou diferentes doses de nutrientes e como elas afetaram a absorção de água pelas plantas. "Descobrimos que as plantas podem, de certa forma, 'cheirar' a quantidade de nutrientes disponíveis para eles. Quando a concentração de nitrogênio é muito baixa, a planta vai absorver mais água, e, portanto, mais nitrogênio, até atingir um nível ideal. A planta possui um mecanismo que liga quando o nível de nitrogênio está adequado. Em seguida, ele ajusta a absorção de nitrogênio e água para baixo, "diz Wolff.

Tudo o que pode ser testado na Terra já foi realizado. A próxima etapa é cultivar feijão no espaço para observar o efeito da ausência de gravidade na capacidade das plantas de transportar água e absorver nutrientes. Simular a ausência de gravidade não pode ser feito na Terra.

Os grãos são colocados em uma centrífuga para germinar e crescer na estação espacial. A centrífuga é girada para simular diferentes níveis de gravidade.

"A arte de fazer algo crescer no espaço pode ser transferida para o nosso planeta, "Wolff disse." É assim que criamos uma configuração que produz as condições de microgravidade na estação espacial e a força one-g que existe na Terra. "

Isso permitirá que ela compare como os diferentes níveis gravitacionais afetam as plantas no espaço. Na terra, a gravidade faz com que o ar quente suba enquanto o ar frio desce. Na estação espacial, o ar é mais estacionário, e os astronautas sempre apresentam febre baixa como resultado. As plantas também são afetadas.

"O ar estacionário afeta uma camada na parte inferior da folha, onde os poros do estoma estão localizados. Quando a gravidade desaparece, a camada limite nas aberturas em forma de fenda fica mais espessa. Isso reduz a evaporação e faz com que a temperatura da folha aumente. A difusão do vapor de água para o meio ambiente é uma parte importante da regulação das plantas e pode ser comparada ao suor para resfriar o corpo em humanos e animais, "diz Wolff.

A produção de alimentos nas cidades oferece uma oportunidade de produzir mais alimentos da forma mais sustentável. As cidades não têm muito solo para cultivo, mas os residentes podem plantar diretamente na água em sistemas fechados fechados, onde todos os aspectos do clima são regulamentados. "A reciclagem e a fertilização precisa são essenciais para alcançar uma produção de alimentos mais sustentável. Ao cultivar plantas diretamente na água com nutrientes dissolvidos, fertilização e irrigação são muito mais fáceis de controlar, "diz Wolff.

“As plantas se tornam menos sensíveis à deficiência nutricional porque as raízes estão em contato direto com os nutrientes. Elas sempre podem acessar novos nutrientes através da água, e pode usar absolutamente todos os nutrientes disponíveis - ao contrário do solo que liga os nutrientes e afeta sua disponibilidade para as raízes. E as raízes não apodrecem quando a água é misturada com um pouco de oxigênio, " ela diz.