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La Agencia Espacial del Reino Unido seleccionó a la empresa de agricultura vertical Vertical Future, con sede en el Reino Unido, para liderar un proyecto que tiene como objetivo desarrollar una instalación de Agricultura de Ambiente Controlado (CEA, por sus siglas en inglés) para apoyar la exploración espacial. Los aprendizajes del proyecto también se aplicarán a la agricultura vertical en la Tierra para mejorar las capacidades de la agricultura urbana.
Como señala la Dra. Jennifer Bromley, directora científica de Vertical Future, los astronautas normalmente no tienen acceso a una dieta variada mientras están en el espacio, que es un problema que el proyecto está tratando de resolver proporcionando productos de alta calidad que se pueden cultivar en un nave espacial
“Si bien este proyecto puede sonar como la trama de The Martian , es importante desarrollar formas nuevas e innovadoras para que los astronautas sobrevivan y prosperen en sus aventuras no solo en la Luna, sino también en Marte y más allá”, dice.
Vertical Future, que afirma ser la primera empresa con sede en el Reino Unido en trabajar en el sector agroespacial después de obtener esta subvención de investigación, se unirá a expertos internacionales en biología vegetal y tecnologías espaciales, incluidos Axiom Space, Sabre Astronautics y la Universidad de Southern Queensland, junto con sus socios de investigación de Plants for Space en la Universidad de Adelaida y la Universidad de Cambridge.
Lecciones del espacio
En la Tierra, la agricultura vertical está atrayendo inversiones por su potencial para producir cultivos de manera rentable y a gran escala al minimizar la necesidad de mano de obra y recursos como agua, energía, fertilizantes y pesticidas. Además, la tecnología agrícola reduce la dependencia de las importaciones y evita los fenómenos meteorológicos extremos que están devastando cada vez más las granjas convencionales.
Las pruebas espaciales de CEA tienen resultados comparables con la agricultura vertical basada en la Tierra en términos de comprensión de cómo crecen las plantas y cómo funcionan los sistemas. Pero los investigadores también esperan presenciar y aprender de las diferencias clave entre los dos entornos.
Vertical Future y sus socios tienen como objetivo avanzar en la exploración espacial proporcionando a los astronautas alimentos nutritivos cultivados a bordo de las naves.
“Cultivar plantas en el espacio plantea desafíos cuando se trata de controlar el medio ambiente y cómo esto afecta los sistemas, donde los recursos, incluidos el agua y los nutrientes, son limitados debido a la ubicación del espacio. Todo lo que necesita para hacer crecer las plantas debe ponerse en órbita y reciclarse de manera efectiva para obtener el máximo rendimiento por el costo de llevarlo allí”, dice Bromley a Food Ingredients First .
“También está el impacto del metabolismo y la transpiración de las plantas (la pérdida de agua a través de las hojas) y cómo esto impacta potencialmente en un entorno sensible como la Estación Espacial Internacional (ISS)”.
Mientras tanto, el cultivo de plantas en condiciones de baja gravedad ya se ha estudiado en varios ensayos en la ISS, mientras que se sabe mucho sobre cómo responden los cultivos a la gravedad de las pruebas en la Tierra.
Preparándose para el despegue
La Fase Uno del proyecto investigará los requisitos de diseño para un sistema de agricultura totalmente autónomo que se pueda monitorear y operar de forma remota o mediante el uso de IA, apoyando exploraciones espaciales como futuras misiones Artemis de la Luna a Marte.
El Centro Espacial Kennedy de la NASA organizará un taller en el que el equipo del proyecto podrá desarrollar las especificaciones para una instalación CEA a bordo de la ISS que pueda hacer frente a las limitaciones y desafíos que se encuentran en el espacio profundo.
El equipo también probará los requisitos de transferencia de datos entre las instalaciones de Vertical Future en su sitio de I+D en Londres, Reino Unido, y el Instituto de Investigación Waite de la Universidad de Adelaida, Australia.
“Tenemos la esperanza de llevar a cabo pruebas en el espacio dentro de la Fase Dos, que esperamos iniciar en 2024. Como miembro del Centro de Excelencia Plants 4 Space ARC, este proyecto se encuentra dentro de un programa más amplio, que tendrá pruebas en el espacio en los próximos años”, nos dice Bromley.
La fase dos se centrará en la implementación del sistema CEA en la ISS y en la primera estación espacial comercial del mundo, que actualmente está siendo desarrollada por el socio del proyecto Axiom Space. La estación Axiom está diseñada para reemplazar en última instancia a la ISS al final de su vida útil.
Las pruebas de agricultura vertical a bordo de la Estación Espacial Internacional proporcionarán aprendizajes para progresar en la tecnología agrícola en la Tierra.
Comida para el viaje
Los gobiernos y las empresas como SpaceX siguen ampliando los límites de la exploración espacial, pero proporcionar una nutrición adecuada a los astronautas en viajes cada vez más largos sigue siendo un obstáculo.
Pero Bromley se siente alentado por varios estudios que sugieren que los impactos en la salud física y mental de proporcionar reemplazos de comidas a los astronautas a mediano plazo pueden mitigarse mediante el suministro de alimentos frescos con diferentes sabores y texturas.
“Cultivar alimentos en el espacio también tiene el beneficio adicional de la gran cantidad de material de partida necesario”, continúa. “Una semilla pesa menos de un gramo pero puede producir cientos de gramos de productos frescos usando agua reciclada de corrientes circulares. El costo de poner este material de partida en órbita es significativamente menor y permite un lanzamiento más rentable”.
El Dr. Jason Held, director ejecutivo de Sabre Astronautics, agrega: “Enviar plantas al espacio es clave para la supervivencia en los viajes espaciales de larga duración y los planes para futuros asentamientos. Hacer que las plantas prosperen en el espacio requerirá una combinación de expertos en botánica, ingeniería y operaciones para lograrlo”.
La NASA también está trabajando para suministrar alimentos nutritivos y sostenibles a los astronautas que se embarcan en misiones espaciales más largas y complejas. La agencia estadounidense completó recientemente la segunda fase de su Deep Space Food Challenge, con los cinco equipos ganadores trabajando en tecnologías para prolongar la vida útil de los alimentos en el espacio. Las innovaciones incluyen ingredientes a base de hongos, proteínas de biogranjas «en el aire» y de ambiente controlado.
