Gli astronauti potevano fare affidamento sulle alghe come partner di supporto vitale perfetto

Quando si pianificano missioni con equipaggio di lunga durata, una delle cose più importanti è assicurarsi che gli equipaggi abbiano abbastanza elementi essenziali per durare. Questo non è facile compito, poiché un veicolo spaziale con equipaggio sarà il mondo intero di un equipaggio per mesi e mesi. Ciò significa che sarà necessario portare con sé una quantità sufficiente di cibo, acqua e ossigeno.

Secondo una nuova indagine condotta a bordo della Stazione Spaziale Internazionale, una possibile soluzione potrebbe trovarsi con un sistema di supporto vitale ibrido (LSS). In un tale sistema, che potrebbe essere utilizzato a bordo di veicoli spaziali e stazioni spaziali nel prossimo futuro, le microalghe sarebbero state utilizzate per pulire l'aria e l'acqua, e forse anche per produrre cibo per l'equipaggio.

I ricercatori dell'Istituto di sistemi spaziali dell'Università di Stoccarda hanno iniziato a ricercare possibili applicazioni spaziali per le microalghe nel 2008. Entro il 2014, in collaborazione con il Centro aerospaziale tedesco (DLR) e la società aerospaziale privata Airbus, hanno iniziato a sviluppare un fotobioreattore (PBR) che usato le microalghe Chlorella volgare come componente biologica.

Questo microalghe ha un'efficienza fotosintetica fino a dieci volte maggiore di quella delle piante più complesse. Se impiegate nello spazio come parte di un LSS, queste piccole alghe potrebbero rimuovere l'anidride carbonica concentrata dall'atmosfera della cabina e produrre ossigeno attraverso la fotosintesi e forse persino produrre cibo per gli astronauti. Come ha spiegato Gisela Detrell (uno dei co-investigatori) in un comunicato stampa della NASA:

“L'uso dei sistemi biologici in generale acquista importanza per le missioni man mano che la durata e la distanza dalla Terra aumentano. Per ridurre ulteriormente la dipendenza dal rifornimento dalla Terra, quante più risorse possibili dovrebbero essere riciclate a bordo,

Mentre la resilienza delle alghe alle condizioni spaziali è stata ampiamente dimostrata con colture cellulari su piccola scala coltivate sulla Terra, questa indagine sarà il primo vero test nello spazio. Per fare ciò, gli astronauti a bordo della ISS accenderanno l'hardware del sistema e lasceranno crescere le microalghe per 180 giorni.

Ciò darà agli investigatori a bordo della ISS il tempo sufficiente per valutare come il fotobioreattore si comporta nello spazio, in particolare quanto bene cresceranno le alghe e processeranno l'anidride carbonica. Nel frattempo, i ricercatori analizzeranno i campioni coltivati ​​sulla Terra per il confronto in modo da poter misurare gli effetti della microgravità e della radiazione spaziale sulle microalghe.

Il team dell'Università di Stoccarda è fiducioso nel proprio fotobioreattore, grazie in gran parte al fatto che si basa su una delle specie di alghe più studiate e caratterizzate al mondo. Oltre alle sue applicazioni per il trattamento delle acque reflue e i biocarburanti, Chlorella è anche usato nei mangimi, nell'acquacoltura, negli integratori alimentari e come bio-fertilizzante.

Ecco perché il team scientifico e la NASA lo stanno sfruttando come una potenziale fonte di cibo per gli astronauti. Come Harald Helisch, un biotecnologo presso l'Istituto di sistemi spaziali e un co-investigatore sulla progetto,disse:

“Chlorella la biomassa è un integratore alimentare comune e può contribuire a una dieta equilibrata grazie al suo alto contenuto di proteine, acidi grassi insaturi e varie vitamine, tra cui la B12 ... se ti piace il sushi, lo adorerai. "

A questo proposito, un fotobioreattore potrebbe funzionare come produttore di integratori alimentari. Nello stesso modo in cui le persone aggiungono alghe essiccate al loro cibo per la nutrizione aggiunta, i fiocchi essiccati di Chlorella potrebbe essere aggiunto ai pasti degli astronauti per fortificarli. Allo stesso tempo, le culture in crescita delle alghe filtreranno l'acqua e l'aria della nave per aiutare a sostenere l'equipaggio.

Soprattutto, l'obiettivo a lungo termine di questa ricerca è facilitare missioni spaziali di lunga durata. Che si tratti di missioni con equipaggio sulla superficie lunare, missioni con equipaggio su Marte o in altre località distanti del Sistema Solare, le maggiori sfide riguardano la ricerca di modi per ridurre la massa totale dei sistemi spaziali (al fine di ridurre i costi) e la dipendenza dal rifornimento missioni. Johannes Martin, uno dei coinvestigatori, ha detto così:

“Per raggiungere questo obiettivo, le future aree di interesse includono la trasformazione a valle delle alghe in alimenti commestibili e il ridimensionamento del sistema per fornire ossigeno a un astronauta. Lavoreremo anche sulle interconnessioni con altri sottosistemi dell'LSS, come il sistema di trattamento delle acque reflue, e il trasferimento e l'adattamento della tecnologia a un sistema basato sulla gravità come una base lunare ".

Guardando al futuro, è chiaro che le soluzioni per vivere fuori dal mondo probabilmente coinvolgeranno sia sistemi meccanici che biologici. Unendo organico e sintetico, abbiamo maggiori possibilità di creare sistemi in grado di garantire sostenibilità e autosufficienza a lungo termine.