Envalentonados por los grandes avances que muestra la humanidad en materia de investigación espacial, dos científicos de la Universidad de Nebraska, llamados Yufeng Ge y Santosh Pitla, comenzaron a pensar en cómo se alimentarán los primeros asentamientos humanos que -algún día- lograremos colocar en la luna o Marte.
“Estaremos en Marte y en la Luna, tendremos asentamientos y la gente podrá comer”, dijo Pitla, profesor asociado de ingeniería de sistemas biológicos, en un artículo publicado por la propia Universidad estadounidense.
Lo cierto es que el dúo de científicos solicitó y obtuvo una beca Grand Challenges de dos años de la Oficina de Investigación y Desarrollo Económico de Nebraska. El objetivo a largo plazo de Ge y Pitla es de lo más ambicioso: encontrar formas de cultivar alimentos de manera sustentable en estaciones espaciales, ya sea en la Luna, en Marte o en otros cuerpos celestes que podrían eventualmente sustentar a legiones de la especie humana.
Para lograrlo, formaron el Consorcio de Espacio, Política, Agricultura, Clima y Medio Ambiente Extremo (SPACE, por sus siglas en inglés).
El objetivo a corto plazo del consorcio no parece modesto. Ge y Pitla descubrieron que “ninguna universidad estadounidense cuenta con un centro dedicado específicamente al estudio de la agricultura espacial”. Por eso su propuesta fue que la de Nebraska albergue el primero.
“Si la NASA o las grandes empresas espaciales (SpaceX, Virgin Galactic, Blue Origin) quisieran trabajar con una universidad, ¿quiénes serían?”, dijo Pitla. “Hemos estado haciendo investigación agrícola durante más de 100 años y somos un estado agrícola.¿Por qué reinventar la rueda en otro lugar cuando ya tenemos toda esta experiencia?”
Según Ge, la Universidad de Nebraska “se encuentra en una posición muy adecuada en esa intersección” de experiencia multidisciplinaria y colaboración multiplicadora de fuerzas que exigirán los estudios sobre los rigores y la implacabilidad del espacio.
Por ejemplo, el Instituto Daugherty Water for Food Global , con sede en la universidad y que recientemente recibió un subsidio de 19 millones de dólares para promover la irrigación y la mecanización sostenible en países en desarrollo, lleva mucho tiempo estudiando como producir más alimentos con menos agua.
Y uno de los dos científicos involucrados, Ge, lleva mucho tiempo investigando sobre sensores para la agricultura, especialmente para una aplicación más precisa y eficiente de fertilizantes y agua, que resultarán incluso más valiosos en el espacio que en la Tierra. Pitla, por su lado, ha encabezado la ingeniería y las pruebas de Flex-Ro, un robot sembrador autónomo.
Estos son los hombres que están imaginando el futuro de la agricultura en el espacio.
“Antes de que los humanos vayan a Marte, necesitaremos algunos recursos esenciales allí, y para eso enviaremos robots”, dijo Pitla. “Piense en un invernadero en una nave espacial que aterrizó en Marte y ya comenzó a cultivar alimentos. Necesita un agricultor robótico completamente automatizado que esté haciendo esas cosas incluso antes de que lleguen los humanos”, amplificó.
Mientras tanto, el trabajo del Departamento de Agronomía en genética vegetal se aplica en el Centro de Innovación de Invernaderos , donde una combinación de cámaras infrarrojas y análisis de imágenes impulsado por IA ha acelerado el mejoramiento de variedades de cultivos que resistan a temperaturas extremas y sequías.
“La única diferencia entre eso y lo que haremos en el espacio es, bueno, ninguna”, dijo David Jones, miembro del equipo y profesor de ingeniería de sistemas biológicos. En definitiva, “el espacio es otro entorno extremo”.
Al formar su consorcio, los ingenieros tuvieron cuidado de no pasar por alto el valor de conocimientos relacionados pero menos obvios. Invitaron a varios colegas de la Facultad de Derecho de Nebraska, que se ha convertido en un líder internacional en el espinoso y sin precedentes ámbito de la legalidad y la propiedad del espacio.
“Si no va a funcionar aquí”, dijo Jones sobre un centro de agricultura espacial, “no va a funcionar”.
Por ahora, Ehsan Fazayeli, estudiante de doctorado asesorado por Pitla y Ge, ha revisado las investigaciones existentes sobre alimentación y agricultura en el espacio. Algunas de las cifras son especialmente alarmantes: una tripulación de cuatro personas que se dirige a Marte y quiere comer tres veces al día necesitaría transportar más de 11.900 kilos de alimentos.
Esto constituye un argumento excelente para cultivar algunas plantas en el camino, ya sea en tierra convencional, en agua rica en nutrientes (hidroponía) o suspendidas en el aire (aeropónica), con el vapor solo para proporcionar los nutrientes necesarios. La NASA ha experimentado con cada una de estas plantas en la Estación Espacial Internacional.
“Creo que tendremos que depender de todas esas tecnologías de manera complementaria”, dijo Ge, profesor de ingeniería de sistemas biológicos. “Dudo que alguna tecnología sea tan dominante como para decir: Esta es la que hay que usar”.
Si bien la hidroponía y la aeroponía utilizan menos recursos en general, seguirán dependiendo del reciclaje de agua y nutrientes, un sistema de circuito cerrado que requiere un reajuste de la mentalidad ligada a la Tierra, dijo Jones.
“Tenemos muchos sistemas lineales”, dijo. “Hay entradas y salidas, y realmente no las recuperamos. Pero, ya sea en una nave espacial o en una residencia, es mejor que lo tengamos claro o fracasaremos. La conclusión es que la logística y las oportunidades de llevar (alimentos) contigo, o cultivarlos allí, son muy limitadas, y lo que está en juego es realmente mucho”.
Los desafíos no disminuirán una vez que una tripulación finalmente aterrice con la intención de establecerse. Marte recibe menos luz visible que impulsa la fotosíntesis y más radiación de alta energía que daña el ADN y contra la cual la atmósfera de la Tierra ayuda a protegerse. La temperatura también fluctúa enormemente: mientras que un día de verano en el ecuador del planeta rojo puede alcanzar unos cómodos 21 grados Celsius, una noche de verano allí puede caer en picado hasta menos 38 grados.
El hecho de que Marte ofrezca sólo el 38% de la gravedad de la Tierra planteará sus propios problemas. ¿Uno de los más complicados? Dirigir el flujo de riego, sin gastar grandes cantidades de energía, cuando la gravedad pase de ser un asistente fiable a un espectador más perezoso. Generar suficiente fuerza descendente para plantar semillas a una profundidad suficiente tampoco será fácil, y podría requerir tecnología que consuma mucha energía para compensar la gravedad fraccionaria.
