Rumbo al cosmos (63 page)

En cualquier caso, ambas aproximaciones son interesantes y hasta complementarias, pues si bien la aproximación de abajo hacia arriba es sin duda más rigurosa y científica, la filosofía seguida por rusos y americanos con sus invernaderos ha permitido resolver también multitud de problemas técnicos y operativos del cultivo espacial (riego, iluminación, tipo de suelo, etc) que sin duda resultarán valiosísimos de cara al futuro.

A pesar de que la investigación avanza con lo que a simple vista parece una exasperante lentitud de cara a obtener resultados prácticos de utilidad para las misiones espaciales, la comunidad científica no ceja en su empeño de seguir adelante con esta investigación. Y es que el interés es tanto puramente científico como de interesantes aplicaciones para futuras operaciones espaciales. A nivel científico, las investigaciones están aportando valiosísimos datos sobre el funcionamiento interno de las plantas, sobre los mecanismos que gobiernan su ciclo vegetativo. Como en tantas otras ramas de la ciencia, el conocimiento puro podría dar lugar a aplicaciones prácticas puede que hoy insospechadas, aplicables a nuestra vida en la Tierra.

Imagen: El astronauta belga Frank de Winne, de la ESA, posa junto al invernadero ruso Lada de la ISS, exuberante de vegetación. Todo el equipamiento visible a la izquierda da soporte al pequeño pero sofisticado invernadero. (
Foto: NASA
)

Ecosistemas cerrados

Hasta ahora hemos hablado únicamente de la exploración con plantas en el espacio, en condiciones de microgravedad. Pero no es éste el único medio en el que se han desarrollado investigaciones de cara al futuro de la exploración espacial, ni es la ausencia de gravedad el único posible factor perturbador que puede entrar en juego en este contexto. En paralelo a la experimentación en estaciones orbitales, también sobre nuestro planeta tiene lugar un amplio programa de investigación sobre el funcionamiento de sistemas cerrados, aislados del exterior, y bajo la influencia de otros parámetros perturbadores, como pueden ser variadas concentraciones de diferentes gases en la atmósfera, o diferentes valores de presión ambiental.

El interés por los ecosistemas cerrados es evidente, pues estas son las condiciones en las que tendría que operar nuestro huerto espacial tanto a bordo de una nave interplanetaria como en el interior de un invernadero en Marte, por ejemplo. Si además queremos, como es de desear, utilizar nuestras plantas como parte esencial del sistema de control medioambiental, debemos comprender aún mejor cómo interactúan con su entorno en esas condiciones. Y este tipo de estudios puede realizarse de forma bastante efectiva, e incluso simplificada, en la Tierra, en el interior de laboratorios especializados o en experimentos que simulan una colonia interplanetaria, como los famosos Biosfera-1 y Biosfera-2. Menos conocidos a nivel popular pero indudablemente de mayor interés científico son los programas desarrollados desde los años 50 tanto en los Estados Unidos como en Rusia o la antigua URSS, entre los que podríamos destacar el proyecto CELSS (
Controlled Ecological Life Support Systems
) de la NASA o el BIOS llevado a cabo por los rusos en Krasnoyarsk, Siberia. Franceses, japoneses, alemanes y canadienses también han llevado a cabo investigaciones en este campo
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. Incluso España colabora a través de la Agencia Espacial Europea en el proyecto MELISSA (
Micro Ecological Life Support System Alternative
), destinado a probar la viabilidad de sistemas de soporte vital totalmente biológicos en sistemas cerrados. La principal instalación experimental de MELISSA está en la Universidad Autónoma de Barcelona.

Pero centrándonos de nuevo en simplemente el crecimiento de las plantas, tenemos que la composición y presión atmosféricas, además de la ingravidez, también son parámetros cuya influencia es importante conocer. ¿Podrían sobrevivir las plantas en un entorno como el de las naves Apollo, por ejemplo, con una atmósfera compuesta exclusivamente de oxígeno al 20% de la presión habitual? Conocer las respuestas es importante, pues la reducción de presión o prescindir de gases "inútiles" como el nitrógeno en la composición del aire, supone importantes reducciones de peso en una misión espacial.

El crecimiento de plantas a presión reducida también es algo que podría darse en una colonia interplanetaria, tanto en la Luna como en Marte, por ejemplo. En nuestro satélite, la presión atmosférica exterior es nula, mientras que en el planeta rojo tiene un valor unas 16 veces inferior a la terrestre. En estas condiciones, un invernadero que operase a presión interna reducida requeriría paredes menos gruesas y sufriría menores fugas, al tener que soportar una menor sobrepresión. Todo ello simplificaría el diseño, abaratando costes y reduciendo el peso a transportar desde la Tierra en cuanto a materiales y aire para presurización.

Este tipo de estudios tienen la ventaja de poder llevarse a cabo en la Tierra, simulando diferentes entornos atmosféricos en laboratorio sin las lógicas limitaciones impuestas por todo experimento llevado a cabo en una estación espacial. Además, realizar estas investigaciones sobre la superficie terrestre permite aislar los efectos de las distintas presiones y composiciones atmosféricas de aquéllos derivados de la exposición a la microgravedad. Ello simplifica el estudio y la extracción de conclusiones del mismo.

Imagen: Prototipo de invernadero marciano expuesto en el Centro Espacial Kennedy en 2004. Esta investigación está siendo desarrollada por la NASA, la Universidad de Florida, y las empresas Dynamac Corp. y Rigel Corp. (
Foto: NASA-KSC
)

Pero los estudios del crecimiento vegetal en condiciones hipobáricas no han sido lo que se puede decir satisfactorios hasta la fecha. Las plantas han demostrado adaptarse realmente mal a esas presiones atmosféricas reducidas, tan mal o peor que su adaptación a la ingravidez.

Lo primero que se aprecia en una planta inmersa en un medio a presión reducida, es que reacciona igual que si estuviese soportando un grave periodo de sequía: las plantas cierran sus estomas (pequeños poros en las hojas por las que se exuda el vapor de agua) en un intento de evitar las pérdidas de humedad, y llegan a perder todas sus hojas, también como mecanismo de defensa frente a la deshidratación. Y es que, efectivamente, sometidas a presión reducida, el agua tiende a escapar de la planta con mayor rapidez, y de nada sirve asegurarse de que tenga un suministro hídrico correcto: ni manteniendo un correcto aporte por las raíces, ni incluso elevando la humedad ambiental a extremos cercanos al 100% consiguen evitarse estas reacciones. Es decir, aunque la planta tenga realmente un aporte de humedad sobrado, sus mecanismos interiores, confundidos por la baja presión, reaccionan como si se estuviera muriendo de sed… lo que al final puede llegar realmente a matarlas
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Aunque también hay beneficios en un entorno de baja presión. El etileno, esa hormona que controla, entre otros, el envejecimiento, marchitamiento y muerte de la planta, y que tantos problemas causa en entornos de microgravedad, fluye a mayor velocidad a través del organismo vegetal en condiciones hipobáricas, reduciendo sus efectos y alargando la vida de la planta. Este descubrimiento ya tiene una aplicación práctica en la Tierra: dado que el etileno también gobierna la maduración de la fruta, almacenando las cosechas en recipientes a baja presión se consigue transportarlas a través de continentes hasta los puntos de venta, llegando como si acabasen de ser cortadas del árbol
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Pero centrándonos en el terreno de la exploración espacial, el interés por las plantas es enorme, y proviene desde los orígenes del programa espacial. Efectivamente, si pudiera establecerse una adecuada simbiosis entre humanos y plantas, más algunos microorganismos cuidadosamente seleccionados, podríamos llegar a producir un ecosistema cerrado autosuficiente que solucionara los problemas que supone el soporte vital en misiones espaciales de larga duración o en futuras colonias extraterrestres. En ese ecosistema perfecto, las plantas utilizarían los desechos generados por los humanos para su sustento, reciclándolos en productos aprovechables por el hombre. El caso más evidente es el del reciclado atmosférico, al absorber las plantas el dióxido de carbono exhalado por la respiración humana y sustituirlo por oxígeno, pero no es el único. También las aguas residuales, tras un pequeño tratamiento con microorganismos en cubas biológicas (biorreactores), serían un nutritivo aporte para las plantas, que finalmente devolverían agua purificada al medio ambiente a través de la exudación en forma de vapor; añadiendo unos simples deshumidificadores de aire, la tripulación contaría con agua lista para su consumo. Y sin olvidar, por supuesto, que las propias plantas formarían parte de la dieta de la tripulación.

Lamentablemente, conseguir este sueño no es tarea fácil. Mantener un ecosistema cerrado en un espacio reducido con un número limitado de organismos requiere un profundo conocimiento de las inter-relaciones entre dichos organismos, así como entre ellos y su entorno. La Agencia Espacial Europea (ESA) está llevando a cabo en los últimos años un importante programa de investigación en este campo, bajo el nombre de proyecto MELiSSA (
Micro Ecological Life Support System Alternative
, o Alternativa de Sistema de Soporte Vital Micro Ecológico), encaminado a demostrar la viabilidad de sistemas de soporte vital totalmente biológicos en ecosistemas cerrados. El proyecto está dividido en varias fases, desde el análisis de la descomposición de la basura mediante microorganismos, pasando por la operación autosostenida de un invernadero con plantas superiores, hasta llegar a dar soporte a animales o seres humanos. MELiSSA está siendo evaluado en una planta piloto ubicada en la Universidad Autónoma de Barcelona. Y una primera aplicación práctica de los resultados de esta investigación va a tener lugar en breve en la base antártica de Concordia, donde las primeras fases del proyecto MELiSSA se utilizarán para el reciclado de los residuos de este centro de investigación franco-italiano
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Mens sana in corpore sano

No cabe duda de que las plantas constituirán una gran ayuda en muchos aspectos de la futura exploración espacial. Pero frente a su utilización como parte de sistemas de soporte vital no debemos perder de vista lo más básico: su gran valor nutricional, la importante fuente de vitaminas y fibra que constituye para la alimentación de los astronautas, y, lo que no es menos importante de cara a misiones de larga duración, el enriquecimiento de la triste dieta espacial con los sabores y las texturas de las verduras y las frutas frescas, algo importante cuando se trata de elevar la moral de la tripulación.

Y es que el aspecto psicológico de la agricultura espacial es algo también a menudo ignorado, pero cuya efectividad ha sido demostrada ya a lo largo de la historia de las estaciones espaciales: simples invernaderos del tamaño de una maleta eran capaces de embelesar al más duro astronauta, que a menudo han confesado que observar el crecimiento de sus plantas era como cuidar de un pequeño bebé, a la vez que les mantenía más unidos psicológicamente a la Tierra. Se ha comprobado que simplemente observar el verdor de las plantas ejerce beneficiosos influjos en la psique humana, y esto es algo que no se debe minusvalorar cuando hablamos de misiones que podrían pasar años en un medio hostil lejos del hogar.

Imagen: Tras los fracasos de los primeros tiempos, hoy se ha conseguido cultivar flores con relativa normalidad en condiciones de microgravedad. Quizás en un futuro lejano las misiones de larga duración puedan incluir las flores naturales para dar un toque hogareño. En la imagen, una flor crecida en el invernadero ruso de la ISS en abril de 2003. (
Foto: NASA
)