Seguindo um novo projeto de lei da NASA, aprovada em março pelo Congresso dos Estados Unidos e que autoriza US $ 19,5 bilhões em gastos com exploração espacial em 2017, as missões tripuladas a Marte estão mais perto da realidade do que nunca.

Enquanto as empresas públicas e privadas se preparam para um retorno à Lua e aos primeiros passos humanos no Planeta Vermelho, há um foco renovado em manter as pessoas vivas e produtivas nesses ambientes extremos. Plantas, e, especificamente, plantar plantas, será um componente importante dos sistemas de suporte de vida regenerativos propostos, uma vez que fornecem alimentos, oxigênio, esfregue o dióxido de carbono, e ajuda na reciclagem de água - tudo de forma autorregenerativa ou 'bioregenerativa'. Sem duvida, as plantas são um requisito para qualquer missão de exploração espacial humana de duração suficientemente longa (tempo e distância). Tem havido muita pesquisa nesta área - pesquisas que não apenas avançaram a Agricultura no Espaço, mas também resultou em muitos avanços baseados na Terra (por exemplo, Iluminação LED para aplicações em estufas e fazendas verticais; novas técnicas de propagação de batata-semente, etc.)

Um artigo recente do Dr. Raymond M. Wheeler, do Centro Espacial Kennedy da NASA, agora disponível em acesso aberto na revista Agricultura Aberta , fornece um relato informativo e abrangente das várias contribuições históricas e atuais internacionais para o suporte de vida bioregenerativo e o uso da agricultura de ambiente controlado para a exploração do espaço humano. Cobrindo todos os principais desenvolvimentos de equipes internacionais, relaciona parte desse trabalho à transferência de tecnologia, que se mostra valiosa aqui na Terra.

A pesquisa na área começou nos anos 1950 e 60 por meio dos trabalhos de Jack Myers e outros, que estudou algas para produção de oxigênio e remoção de dióxido de carbono para a Força Aérea dos EUA e a Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA). Estudos sobre produção de algas e agricultura em ambiente controlado também foram realizados por pesquisadores russos em Krasnoyarsk, Sibéria começando na década de 1960, incluindo testes com tripulações humanas cujo ar, agua, e grande parte de sua alimentação era fornecida por trigo e outras safras. A NASA iniciou seu Programa de Sistemas de Suporte Ecológico Controlado (CELSS) no início dos anos 1980 com testes focados na produção de trigo em ambiente controlado, soja, batata, alface, e batata doce. Os resultados desses estudos abriram caminho para a realização de testes em um ambiente de 20 m2, Câmara atmosférica fechada localizada no Centro Espacial Kennedy.

Quase ao mesmo tempo, Pesquisadores japoneses desenvolveram um Closed Ecological Experiment Facility (CEEF) na província de Aomori para conduzir estudos de sistema fechado com plantas, humanos, animais, e sistemas de reciclagem de resíduos. CEEF tinha 150 m2 de área de crescimento vegetal, que forneceu uma dieta quase completa junto com a regeneração de ar e água para dois humanos e duas cabras.

O Projeto MELiSSA da Agência Espacial Europeia começou no final dos anos 1980 e buscou abordagens ecológicas para o fornecimento de gás, reciclagem de água e materiais para suporte de vida no espaço, e posteriormente expandido para incluir testes de planta.

Uma equipe de pesquisa canadense da Universidade de Guelph iniciou uma instalação de pesquisa para a pesquisa de culturas espaciais em 1994. Apenas alguns anos depois, eles desenvolveram sofisticadas câmaras de produção de plantas hipobáricas em escala de dossel para testar plantações para o espaço, e desde então expandiram seus testes para uma ampla gama de tópicos de agricultura de ambiente controlado.

Mais recentemente, um grupo da Universidade Beihang em Pequim projetou, construiu e testou uma instalação de suporte de vida fechada (Palácio Lunar 1), que incluía um módulo agrícola de 69 m2 para ar, agua, e produção de alimentos para três humanos.

Como resultado desses estudos internacionais em agricultura espacial, novas tecnologias e descobertas foram produzidas; isso inclui o primeiro uso de diodos emissores de luz para o cultivo, uma das primeiras demonstrações de agricultura vertical, uso de abordagens hidropônicas para plantações subterrâneas, como batata e batata doce, rendimentos de safras que ultrapassaram os rendimentos de campo recorde relatados, a capacidade de quantificar a produção de compostos orgânicos voláteis (por exemplo, etileno) de plantios inteiros, abordagens inovadoras para controlar o fornecimento de água, abordagens para processamento e reciclagem de resíduos de volta aos sistemas de produção agrícola, e mais. O tema da agricultura para o espaço contribuiu para, e se beneficiou do terrestre, agricultura de ambiente controlado e continuará a fazê-lo no futuro. Ainda existem vários desafios técnicos, mas as plantas e os sistemas biológicos associados podem e serão um componente importante dos sistemas que mantêm os humanos vivos quando nos estabelecemos na Lua, Marte e além.

A ideia de usar plantas para manter as pessoas vivas e produtivas no espaço não é nova, tanto no conceito quanto na investigação científica. O artigo cobre uma grande parte do esforço de pesquisa internacional histórico que será a base para muitos dos estudos comerciais e planos de design de missão para uso de sistemas de suporte de vida bioregenerativo no espaço.

De acordo com o Dr. Gary W. Sutter, Investigador principal da NASA para vários experimentos de voos espaciais projetados para cultivar plantas em microgravidade.

"O Dr. Ray Wheeler escreveu uma história convincente e completa das pessoas que comprometeram suas carreiras para possibilitar a colonização do espaço. Baseando-se em seu profundo conhecimento dos programas desenvolvidos, pessoas envolvidas, e o progresso alcançado para destacar as realizações e contribuições de cientistas e engenheiros ao redor do mundo para trazer a visão da exploração espacial à fruição, ele detalha os problemas, desafios, resultados e contribuições dos programas, e revela como eles beneficiaram a Terra, bem como espaço. A revisão ressalta que as respostas não serão alcançadas por meio de proclamação, mas através da colaboração entre as nações, cooperação entre pessoas, e compromisso sustentado por parte das instituições. Seu artigo deve ser leitura obrigatória para qualquer pessoa com um interesse, mesmo passageiro, na Agricultura Espacial. "