Se os humanos viajarem para destinos distantes no espaço, como a lua ou Marte, eles precisarão de meios para viver por longos períodos de tempo. E um dos principais desafios disso inclui como ter comida e água seguras para comer e beber quando estiver longe da Terra.

Na Estação Espacial Internacional (ISS), os astronautas conseguem reabastecer da Terra a partir de espaçonaves de carga que visitam a estação espacial, levando apenas seis horas para chegar lá. Mas o tempo de viagem a Marte é de no mínimo oito meses. E se você está no planeta vermelho, você precisa ir sozinho.

Os cientistas têm trabalhado para resolver esse problema. Eles estão procurando maneiras de os astronautas produzirem sua própria água limpa e cultivarem seus próprios alimentos. E tão importante, eles estão garantindo que qualquer risco de contaminação seja reduzido, para manter os astronautas o mais seguros e saudáveis ​​possível em missões de longa duração.

Água limpa

Água potável é algo que muitos de nós consideramos natural na Terra, mas em missões espaciais é mais difícil de encontrar. A ISS recicla grande parte de sua água usando produtos químicos, mas ainda depende de carregamentos consideráveis ​​de água da Terra para dar aos astronautas acesso a água limpa.

Um projeto chamado BIOWYSE esperava encontrar uma solução para o problema da água para longas missões. O projeto buscou maneiras de armazenar água por longos períodos de tempo, monitorar em tempo real a contaminação de micróbios, e dispensar água potável sempre que necessário, descontaminando a água com luz ultravioleta em vez de produtos químicos.

"Queríamos um sistema onde você levasse de A a Z, desde armazenar a água até disponibilizá-la para alguém beber, "disse o Dr. Emmanouil Detsis, o coordenador da BIOWYSE. "Isso significa que você armazena a água, você é capaz de monitorar a biocontaminação, você pode desinfetar se for preciso, e finalmente você entrega no copo para beber. "

O resultado final foi uma máquina totalmente automatizada que poderia realizar todas essas tarefas. “Quando alguém quer beber água você aperta o botão, "disse o Dr. Detsis. A água é verificada, descontaminado se necessário, então entregue. "É como um bebedouro, " ele disse.

Os cientistas estão explorando como descontaminar a água que foi armazenada no espaço por muito tempo com luz ultravioleta em vez de produtos químicos. Crédito de imagem - consórcio BIOWYSE

A máquina pode até analisar amostras de superfícies molhadas dentro de uma espaçonave para ver se elas foram contaminadas e são perigosas para os astronautas. "Dentro do habitat fechado, você começa a ter um acúmulo de umidade e pode ter cantos ou áreas onde eles não estão limpos, "disse o Dr. Detsis." Então, desenvolvemos algo que poderia verificar essas áreas de uma forma rápida. "

O projeto desenvolveu um protótipo desta máquina na Terra, medindo cerca de um metro de comprimento, com a ideia de que uma versão menor poderia ser usada em algum lugar como a ISS. Em última análise, Contudo, a ideia era que um sistema como o BIOWYSE poderia ser útil para exploração futura, e o protótipo permanece disponível para qualquer missão aplicável no futuro.

"O sistema foi projetado com os habitats futuros em mente, "disse o Dr. Detsis." Então, uma estação espacial ao redor da lua, ou um laboratório de campo em Marte nas próximas décadas. Esses são os lugares onde a água pode ter parado algum tempo antes da chegada da tripulação. "

Auto-sustentabilidade

A água é difícil de encontrar, mas não é escasso no sistema solar. A Lua e Marte têm gelo que teoricamente poderia ser transformado em água potável. Mas uma perspectiva mais difícil para a autossustentabilidade é a comida - qualquer alimento para os astronautas precisa ser trazido da Terra.

Existem algumas idéias em desenvolvimento sobre como cultivar alimentos sem missões constantes de reabastecimento. Por vários anos na ISS, astronautas têm usado máquinas como o European Modular Cultivation System (EMCS), lançado em 2006, para pesquisar o crescimento de plantas como o agrião. O ECMS foi substituído por uma máquina semelhante chamada Biolab em 2018.

Dra. Ann-Iren Kittang Jost, do Centro de Pesquisa Interdisciplinar no Espaço (CIRiS) da Noruega, foi o coordenador do projeto em TIME SCALE, um projeto que buscou maneiras de desenvolver um novo sistema para cultivar plantas que são seguras para comer no espaço. Quando o Dr. Kittang Jost iniciou o projeto, o EMCS já estava no espaço há uma década e era hora de atualizá-lo, ela diz.

"Precisamos de tecnologias de ponta para cultivar alimentos para a futura exploração espacial da Lua e de Marte."

Dra. Ann-Iren Kittang Jost, Centro de Pesquisa Interdisciplinar no Espaço, Noruega

TIME SCALE teve como objetivo produzir um método para reciclar água e nutrientes dentro de uma futura máquina de cultivo, e também monitorar a saúde das plantas com mais facilidade, desenvolver uma ideia para uma 'estufa' no espaço.

"Precisamos de tecnologias de ponta para cultivar alimentos para futuras explorações espaciais até a Lua e Marte, " ela disse, bem como novas ideias. “Tomamos (o ECMS) como ponto de partida para definir conceitos e tecnologias para aprender mais sobre o cultivo de safras e plantas em microgravidade”.

TIME SCALE imaginou uma máquina que teria um espaço maior para cultivar plantas do que o EMCS do tamanho de uma mala, com mais funcionalidades. “Construímos um protótipo demonstrando que podíamos reciclar os nutrientes e cultivar salada ou alface ali, "disse o Dr. Kittang Jost." Poderíamos produzi-los, e monitorar os nutrientes na água. Provamos o conceito. "

Tal como acontece com o Biolab e o ECMS, o protótipo foi projetado para usar uma centrífuga giratória para simular a gravidade na lua e em Marte para medir a absorção de nutrientes ou água pelas plantas, por exemplo. 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.

os 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."