Agricultura espacial: de las lechugas siderales a los cultivos verticales terrestres

Uno de los grandes objetivos del ser humano desde que comenzó la carrera espacial es llegar a crear asentamientos más allá de la Tierra. Podría decirse que ya tenemos uno instalado en la Estación Espacial Internacional (EEI). Pero la idea es llegar más lejos y colonizar lugares tan inhóspitos como la Luna o Marte. 

Esto presenta muchísimos retos del más variado abanico de índoles. Pero hoy nos vamos a centrar en uno de ellos: la alimentación. Para que los futuros colonizadores puedan alimentarse de forma eficiente, es importante que puedan recurrir a la agricultura espacial.

La mayoría de alimentos que ingieren en la Estación Espacial Internacional llegan desde la Tierra. Pueden acompañar a una nueva tanda de astronautas o lanzarse directamente en naves sin tripular. 

Sea como sea, cuando llegue el momento de colonizar la Luna o Marte, esto será prácticamente imposible, pues los viajes serán muchísimo más largos. Por eso, se deben tomar cartas en el asunto con antelación.

Durante las últimas décadas se han llevado a cabo varios experimentos en la EEI dirigidos a perfeccionar la agricultura espacial. Se han cultivado alimentos, como lechugas y col rizada, y plantas decorativas como las zinnias. También se han desarrollado experimentos con Arabidopsis thaliana, una planta muy empleada como modelo experimental en los laboratorios terrestres. 

Todo eso ha servido para mejorar las técnicas de cultivo principalmente de cara a la subsistencia en el espacio. Pero también para su aplicación aquí en la Tierra. 

Y es que, cuando nos preguntamos para qué sirve toda la financiación que se dirige a la investigación espacial, debemos tener en cuenta que en muchas ocasiones las tecnologías que se desarrollan terminan aplicándose aquí mismo, en ese planeta del que tenemos tantas ganas de huir que poco a poco lo estamos destruyendo.

Jardinería y agricultura espacial para mejorar la salud mental

Cuando se decidió poner en marcha la agricultura espacial no se pensó solo en la alimentación. También se tuvo en cuenta la salud mental de los astronautas. 

Hay numerosos estudios que demuestran que pasar tiempo en la naturaleza ayuda a reducir el estrés y mejorar el bienestar emocional. En el caso de los astronautas que pasan mucho tiempo en el espacio, no tienen la opción de pasear por la naturaleza, pero sí pueden llevar algo de ella a sus estancias.

Así fue como surgieron proyectos como Veggie. Este es, básicamente, un pequeñísimo jardín, dirigido al estudio del crecimiento de las plantas en microgravedad. 

Estas se encuentran en recintos del tamaño aproximado de una maleta de equipaje de mano, en cada uno de los cuales se incluyen 6 plantas. Todas ellas tienen un lecho de arcilla y fertilizante, así como luces LED que les aportan la radiación adecuada para su supervivencia. De este modo se han criado con éxito hortalizas como lechuga, repollo y col rizada. 

Además, se han cultivado plantas ornamentales como las zinnias. Estas fueron muy sonadas en 2016, cuando el astronauta Scott Kelly hizo un ramo con sus flores con motivo de San Valentín y compartió la foto en redes sociales.

Además de Veggie, uno de los experimentos más importantes sobre agricultura espacial es el concerniente a algo conocido como Hábitat Vegetal Avanzado. 

En este caso se trata de una cámara con sustrato y fertilizante. Hasta aquí, muy parecido a Veggie. Sin embargo, la cámara está cerrada y tanto el fertilizante como el oxígeno, el agua y los nutrientes se van liberando según hagan falta, gracias a 180 sensores que miden todos los parámetros necesarios para la supervivencia de las plantas. Además, al igual que en Veggie, hay un sistema de LED, cuya longitud de onda también se ajusta a las necesidades de los distintos cultivos.

Si las plantas no se adaptan, adáptalas tú

No todas las plantas se adaptan del mismo modo a la agricultura espacial. Los astronautas podrían resignarse a cultivar solo aquellas que sobrevivan mejor a las condiciones de radiación y microgravedad. No obstante, las técnicas de modificación genética empleadas en la agricultura terrestre también pueden usarse más allá de nuestro planeta.

Pero no solo se busca modificar las plantas para que resistan mejor las hostilidades del espacio. Los científicos de la Estación Espacial Internacional también han estado estudiando algunas modificaciones que serían beneficiosas para el propio consumo de los astronautas. 

Por ejemplo, la lignina es el polímero que da rigidez a las plantas. Esto es beneficioso para ellas. No obstante, también puede dificultar la absorción de sus nutrientes por parte de los humanos. Por eso, se está investigando si las plantas modificadas genéticamente para tener menos lignina podrían resistir bien la microgravedad a pesar de contar con menos rigidez. 

Si esto no resultase un problema, serían muy útiles, tanto por lo ya mencionado como por la facilidad para hacer compost con ellas.

Al rico taco del espacio

Gracias a estos y otros experimentos de agricultura espacial, en 2021 los astronautas de la EEI pudieron disfrutar de unos tacos especialmente sabrosos. Este es uno de los platos que más se cocinan en el espacio. 

Las tortillas de maíz ocupan poco espacio, son nutritivas y no dejan migas. Esto es importante, porque con la ausencia de gravedad podrían acabar flotando por las estancias hasta introducirse en cualquier recoveco y causar serios problemas. Si en la Tierra las migas son un incordio, en el espacio son una pesadilla. 

Por otro lado, las tortillas que se usan en la EEI no son las mismas que podemos comprar en cualquier supermercado terrestre. Son el resultado de una serie de mejoras que las hacen mantenerse en buen estado durante 18 meses. Ideal para las largas estancias de los astronautas.

Normalmente, para hacer tacos con esas tortillas se utilizan carnes y vegetales deshidratados o en pasta. Así es como se encuentran la mayoría de alimentos que se envían a la EEI. No obstante, unos chilis picantes, fruto de la agricultura espacial, hicieron que los astronautas que se encontraban aquel año en la estación pudiesen disfrutar de unos tacos mucho más sabrosos. Por primera vez, dentro de esas tortillas había algún alimento fresco. 

A lo mejor aquí en la Tierra no nos parece para tanto, pero no sería extraño que a ellos se les saltasen las lágrimas.

Agricultura espacial también en la Luna

Si la agricultura espacial en la EEI es complicada, en otros lugares más inhóspitos, como la Luna, supone todo un reto. Pero se ha conseguido. Al menos un poquito.

En 2019, la Administración Nacional del Espacio China (CNSA) logró el aterrizaje exitoso de su sonda Chang’e 4 en la cara oculta de la Luna. Fue todo un hito, en primer lugar porque fueron los primeros en conseguir un alunizaje en este punto tan desconocido de nuestro satélite. Pero también por todos los experimentos que realizaron.

Entre ellos destacó la presencia de una mini biosfera artificial, de poco más de 2,5 kilos, en la que introdujeron semillas de colza, algodón, patata y Arabidopsis thaliana, así como huevos de mosca y levaduras. 

Con las semillas el objetivo era intentar emular las condiciones de la Tierra para lograr que germinaran. Era todo un reto, pues no podían obviar la diferencia de gravedad y las intensas radiaciones cósmicas. Por eso, solo salió adelante una semilla de algodón. Lamentablemente, un error en el sistema de calefacción dejó a la intemperie las dos hojitas que brotaron y la planta murió después de un día lunar. 

La cosa no acabó bien, pero aun así fue algo que no se había conseguido hasta antes. Una semilla había germinado en la Luna.

Inventos útiles, así en la Tierra como en el cielo

Muchísimas tecnologías desarrolladas en el espacio tienen aplicaciones en la Tierra. Un ejemplo muy curioso es el de las placas vitrocerámicas que usamos en las cocinas. Inicialmente se desarrollaron para fabricar espejos de telescopios. No obstante, se vio que resistían muy bien las altas temperaturas sin deformarse ni romperse, una cosa llevó a la otra, y lo que parecía algo excepcional está hoy en casi todas las cocinas.

Por eso, la agricultura espacial y la terrestre pueden nutrirse la una a la otra. No hay más que ver lo que ocurrió con las luces LED. Estas empezaron a utilizarse en el espacio como resultado de una investigación realizada entre 1997 y 2017 por científicos del Instituto Nacional de Investigaciones Biomédicas Espaciales de Estados Unidos. 

En colaboración con la NASA, llevaron a cabo un estudio cuyo objetivo era comprobar cómo afecta la luz artificial a los astronautas. Se vio que la luz azul que normalmente desprenden las pantallas de los dispositivos electrónicos, y que también reinaba en la EEI, tiene la capacidad de inhibir la síntesis de melatonina. 

Esta es una hormona vital en la inducción del sueño. Naturalmente, su liberación sigue ciclos de 24 horas. Cuando nuestro cerebro detecta luz se detiene su liberación, porque es de día y se supone que debemos estar despiertos. En cambio, a medida que se hace de noche y baja la intensidad de la luz, esta hormona se pone en marcha para provocarnos un profundo sueño.

En realidad es un proceso mucho más complejo, pero ese es un buen resumen del motivo por el que no debemos dormirnos mirando el teléfono móvil. Nos costará mucho más conciliar el sueño.

En el caso de los astronautas, estaban siempre cansados por culpa de la luz azul. Por eso, se investigó la colocación de luces LED cuya longitud de onda variaría a lo largo del día. Es decir, habría momentos en los que fuese una luz más cálida o amarillenta y momentos en los que se enfriaría, adquiriendo una tonalidad azul. Azul de día y amarilla de noche.

Pronto, los científicos se dieron cuenta de que esto podría utilizarse también en agricultura espacial y terrestre. Las luces LED podrían ajustarse para que las plantas realizasen la fotosíntesis sin necesidad de estar expuestas al sol. 

Ya hemos visto que es un punto clave de los pequeños jardines de la EEI, pero en la Tierra también se utiliza, sobre todo en las granjas verticales. Estas son plantaciones en las que las plantas se apilan, unas veces al aire libre y otras en interiores. Así, se puede aprovechar mucho mejor el espacio. En esos casos, suele ser necesario recurrir a luces LED para dar a cada planta justo la longitud de onda que necesite.

En definitiva, la agricultura espacial es mucho más que cultivar lechugas en la Estación Espacial Internacional. Puede parecernos algo inútil, pero tiene muchas aplicaciones, tanto dentro como más allá de los confines de la Tierra. 

Tecnología de invernaderos: evaluación climática y agronómica del uso de luz artificialTecnología de invernaderos: evaluación climática y agronómica del uso de luz artificial