Come coltivare verdure su Marte

Questo potrebbe non essere il momento giusto per parlarne, ma diciamolo: ci sono forti motivi per credere che malattie come il COVID-19 potrebbero diventare più diffuse nei prossimi anni. Quando invadiamo aree precedentemente incontaminate, come le terre selvagge, le giungle fitte e le foreste tropicali, scateniamo virus sconosciuti contro cui i nostri corpi non hanno protezione. Mentre la popolazione umana cresce e gli habitat naturali si riducono, questo ciclo probabilmente continuerà. Altri pericoli catastrofici per la Terra includono collisioni con asteroidi e comete, guerre termonucleari o biochimiche globali, e naturalmente gli effetti a lungo termine del riscaldamento globale.

Per diminuire questi pericoli, potremmo aver bisogno di andare via. Molto lontano. Tipo fino a Marte. Le ragioni principali per andarci sono l’esplorazione e la ricerca della vita, sia passata che presente. Ma gli insediamenti su Marte forniscono anche un rifugio sicuro per l’umanità nel caso improbabile che succeda qualcosa di catastrofico alla Terra. Andare su Marte non è solo un pensiero fantasioso. La NASA ha l’ordine presidenziale di far atterrare gli esseri umani su Marte entro il 2033, e l’organizzazione sta studiando modi per costruire abitazioni umane sul pianeta rosso. Nel 2016, SpaceX ha annunciato pubblicamente una visione globale per iniziare a costruire insediamenti su Marte, proponendo un’infrastruttura di trasporto ad alta capacità. Questa missione in due fasi potrebbe portare persone su Marte entro il 2026.

Questa potenziale colonizzazione è il motivo per cui gli studenti di astrobiologia di Villanova hanno iniziato il loro progetto Mars Gardens, studiando quali piante e verdure possono crescere nel simulante del suolo marziano ricco di ossido di ferro (MSS). Più di 45 diversi tipi di piante sono state testate da quando il programma è iniziato nel 2017 – e, dato che si tratta di studenti universitari, non è sorprendente che i test abbiano incluso il luppolo e l’orzo.

Piante coltivate in vaso nelle stesse condizioni ambientali sono servite come “controlli”, e il simulatore di regolith (suolo) è basato in gran parte su roccia vulcanica del deserto del Mojave. L’MSS, che tende ad essere più denso, è disponibile online e proviene dall’analisi chimica della NASA di campioni marziani. Tuttavia, il regolith reale su Marte contiene perclorati che sono pericolosi per l’uomo. Quindi, una volta su Marte, questa sostanza chimica pericolosa dovrà essere rimossa prima di utilizzare il suolo attuale. Inoltre, la luce del sole su Marte è più debole, il che influisce sulle condizioni di crescita. Così, gli studenti di Villanova hanno preso tutti i giusti provvedimenti per replicare le condizioni della serra marziana, e hanno tenuto conto di quante più variabili possibili, il tutto con l’obiettivo di rispondere alla domanda: Si possono coltivare le piante su Marte nel suolo marziano in condizioni di luce ambientale ridotta?

IL PIANETA INCREDIBILE

Prima di rispondere a questa domanda, diamo uno sguardo al quadro generale di Marte. Si può dire che l’ambiente non è esattamente accogliente: Nel complesso, Marte è piccolo (circa un decimo della massa della Terra), freddo (in media, -50 gradi Celsius) e desolato. Ha un’atmosfera molto sottile, ricca di anidride carbonica, che è circa un novantesimo più densa di quella della Terra. Marte si trova a circa 141 milioni di miglia dal sole (la Terra è a 93 milioni di miglia), il che significa che l’intensità massima della luce solare su Marte è circa il 43% della forza della luce solare sulla Terra. C’è una buona notizia, tuttavia, poiché l’anidride carbonica e l’azoto benefici costituiscono rispettivamente circa il 95% e il 2,6% dell’atmosfera del pianeta. Tuttavia, senza alcun ozono nell’atmosfera marziana, le finestre della serra avrebbero bisogno di bloccare la dannosa radiazione ultravioletta solare.

Alcuni miliardi di anni fa, Marte vantava un ambiente più ospitale, completo di oceani, un clima temperato e – molto probabilmente – vita. Da allora ha perso la maggior parte della sua atmosfera e delle riserve d’acqua, e attualmente non c’è acqua sulla sua superficie. L’acqua (o il ghiaccio) è presente sotto la superficie, tuttavia, così come nelle regioni polari ghiacciate del pianeta. Queste dure condizioni rendono necessario che tutte le piante siano coltivate in serre riscaldate e pressurizzate con compensazioni significative per l’atmosfera, l’umidità e l’acqua.

Nei loro esperimenti in serra, gli studenti di Villanova hanno preso misure rigorose per creare un ambiente che è sia favorevole alle piante che simile a quello che si troverebbe nelle serre su Marte. Si sono assicurati, per esempio, che le piante ricevessero più o meno la stessa quantità di luce solare che avrebbero avuto su Marte. Dati questi requisiti, gli studenti hanno anche sperimentato la coltivazione di alcune piante in modo idroponico.

Gli studenti hanno scoperto che le loro percentuali di successo potevano essere migliorate con due miglioramenti: aumentare la luce del sole usando LED a più lunghezze d’onda e allentare il denso MSS aggiungendo terriccio o feci di lombrico.

In base a tutti questi fattori, gli studenti sono stati in grado di eliminare alcuni vegetali dalla considerazione. Per esempio, la scarsa luce su Marte non si presta bene alla coltivazione di piante che richiedono pieno sole, che includono piante preferite come pomodori, fagioli, legumi, mais o molte piante da radice. Anche le carote non vengono prese in considerazione, in quanto tendono a diventare stentate nell’argilloso MSS. Le patate in gran parte non prosperano nel suolo simulante e nelle condizioni di scarsa luminosità, ma le patate dolci fanno un po’ meglio.

Gli studenti hanno scoperto che i denti di leone sarebbero fioriti su Marte e hanno benefici significativi: crescono rapidamente, ogni parte della pianta è commestibile, e hanno un alto valore nutrizionale. Altre piante fiorenti includono microgreens, lattuga, rucola, spinaci, piselli, aglio, cavolo e cipolle.

Le condizioni su Marte per gli esseri umani, per non parlare degli agricoltori, sono tutt’altro che facili. Il difficile pianeta non è certamente una casa naturale per noi, e coltivare il sostentamento lì sarebbe un compito complicato. Detto questo, non è impossibile, ed è confortante sapere che potremmo sviluppare e mantenere le nostre fonti di cibo su un paesaggio lontano. Anche la possibilità di coltivare luppolo e orzo non fa male.