La posibilidad cada vez más tangible de establecer asentamientos humanos en planetas y satélites cercanos a la Tierra impulsa la investigación de la agricultura espacial en la cual ya trabajan la NASA, China, países europeos y de Oceanía, incluso a nivel local existen emprendimientos públicos y privados.

El agro es la actividad más antigua y primordial de la humanidad. El común de la gente no la asocia aún con el vivir en otro mundo. Sin embargo, el porvenir de la exploración del cosmos depende de ella. 

Este estilo de labranza es hoy tan tangible como la probabilidad de asentamientos humanos permanentes en la Luna y en Marte. Incluso, muestra la capacidad de solucionar, en parte,  el calentamiento global terráqueo. 

La NASA pretende habitar para 2030 el suelo marciano. Entonces, “el dilema” es cómo garantizar los vivieres a esa población. En cierta forma esta disyuntiva se hermana con otra: antes de 2050, el mundo debe incrementar 70% su producción de cereales para alimentar a los 2 mil millones de habitantes del este planeta.  

Los soviéticos pusieron en órbita la primera estación espacial en 1971. Desde entonces hasta 2015, los comestibles para los astronautas se limitan a productos deshidratados y liofilizados. Estos víveres se entregan a través de misiones de reabastecimiento. Mandan así desde aire hasta agua terrestre. Cada astronauta precisa aproximadamente 1 kg de oxígeno, 1 kg de alimentos deshidratados y 3 litros de agua por día. Cada uno de estos envíos demanda alrededor de 20.000 euros el kilo. 

Es evidente que ese costo es el principal motor de la investigación de la agricultura espacial. Al mismo tiempo, influye el hecho de que los cosmonautas  de la Estación Espacial Internacional (ISS) se quejan del sabor de sus víveres. Por ello, se comenzó a experimentar cultivar verduras y cereales en otros mundos. Además, durante una misión de exploración, las verduras crecerán durante el vuelo para abastecer a la tripulación.
 

Semillas mutantes  

“Las características de estos cultivos dependen  del espacio donde se los desarrolle. En cada una de esas experiencias se debe simular las condiciones del lugar donde se quiera sembrar. Una cosa es hacerlo dentro de una nave y otra en otro ámbito”, subrayó Fabiana Malacarne, gerente de Asuntos Regulatorios de la Cámara de Semilleros Argentinos.

En 1987, Jiang Xingcun, miembro de la Academia China de Ciencias Agrícolas, comenzó a estudiar cómo podía afectar un viaje interestelar en el crecimiento de los plantíos. Sabía que, entre otros factores, la radiación cósmica afectaría su ADN. Debido a esto mutaron el 12% de las semillas lanzadas al espacio en un satélite. 

Desde entonces y hasta 2006, China envió 400 especies de plantas al universo. Esto le permitió cosechar berenjenas gigantes y pepinos de medio metro de largo y casi 10 kg de peso.

En los últimos 60 años, los chinos obtuvieron más de mil variedades de vegetales mutantes. Hoy por hoy, representan el 25 % de las semillas incluidas en la base de datos de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO).

Un documental de la BBC señala que los campos de cultivo del noreste de China fueron creados en el espacio exterior. Entre estas innovaciones se destaca la Luyuan 502. Fue desarrollada por el Instituto de Ciencias de Cultivos de CAAS y la Academia de Ciencias Agrícolas de Shandong. Producida a través de la técnica de mutación inducida. Esta rinde 11 % más que sus pares no intervenidos. Es  más tolerante a la falta del agua. Crece más rápido y mejor en entornos áridos.

Asimismo, su misión Chang'e-4  logró en 2019 que naciera un brote de algodón en la Luna. Pero el experimento tuvo corta vida por las temperaturas lunares inferiores a los menos 170 grados.

Para 2025, los astronautas de la ISS se deleitaron con una lechuga romana roja cultivada en su base. Este fue el resultado del programa Desert Research and Technology Studies  o Desserts Rats. Su objetivo es observar el desarrollo de invernaderos para plantas en microgravedad y está  en marcha desde 2010 en Flagstaff (Arizona).

Misiones europeas

Dos años después, se lanzó Seedling Growth-3. Una misión conjunta de la NASA y la Agencia Espacial Europea coordinada por el científico español Javier Medina. Su objetivo es descubrir un método para que los sembradíos crezcan sin gravedad.  Mientras tanto el Centro Aeroespacial Alemana (DLR) cultiva verduras en un laboratorio con luz ultravioleta y empleando como fertilizante la orina reciclada. 

“El suelo marciano posee ciertas sustancias tóxicas donde las plantas no podrían progresar. Por otro lado, dispone de poca agua y salinidad. Pero lo más grave es su temperatura. Además de ser inferior a la terrestre su amplitud térmica es importante. En un día puede oscilar de los 0 grados a los 80”, puntualizó Malacarne quien es experta en mejoramiento de semillas.

También, el ecologista y experto en cultivos Wieger Wamelink estudia desde 2016 esta cuestión junto a otros profesionales de la Universidad de Wageningen  (Países Bajos). “Por curiosidad personal, investigaba en sus días libres si se podía sembrar fuera de la Tierra. En esta búsqueda empleó sustratos semejantes al del terreno marciano y lunar creados por la NASA. Estas tierras se parecen en un 98% al de esos cuerpos celestes”, comenta Horacio Repetto, docente del departamento de Ciencia Agraria de la Universidad Católica Argentina (UCA).

Cabe destacar que la superficie del planeta rojo se compone básicamente de arena originada de restos rocosos. Debido a esta característica carece de los nutrientes necesarios para propiciar el desarrollo de los vegetales.  

“Para crecer una planta necesita 4 cosas: agua, luz solar, dióxido de carbono y oxígeno. La superficie marciana se distingue por contar con sustancias tóxicas. Esto dificulta la actividad agraria. Implica además el empleo de mucha ciencia y tecnología para cultivar allí”, enfatiza la gerente de la Cámara de Semilleros Argentinos.

Según los expertos, la esterilidad del suelo de Marte demandará no solo materia orgánica sino además la incorporación de bacterias y hongos que viven en simbiosis con los plantíos. Una vez esterilizadas,  las deposiciones de los futuros astronautas se emplearían como abono pues contienen bacterias humanas.

Luna, Marte y Tierra

“En su trabajo Wamelink, utilizó tres muestras diferentes de suelo: el de Marte, el de la Luna y el de una zona muy árida terrestre donde es difícil producir. De los tres, el marciano obtuvo los mejores logros, y los peores fue el de la Luna”, reseña  Repetto.    

Cabe destacar que el ecologista holandés experimentó con berros de jardín, rúculas, tomates, rábanos, centeno, quinoa, espinacas, cebollas, guisantes y puerros. Con la excepción de las espinacas, que no crecieron bien, el rendimiento de los otros fue aceptable. 

En su intentó en diseñar un ecosistema, Wieger Wamelink generó una pequeña colonia de organismos para la polinización. “Utilizó al abejorro. No se inclinó por las abejas para no tener que trasladar colmenas al espacio”, acota el docente de la UCA.

A nivel local, también se realizan aportes. Un grupo interdisciplinario de investigadores del Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable [IEDS] y de Laboratorio de Resonancia Magnéticas del Centro Atómico Bariloche de la CNEA  analizan la supervivencia de una especie de alga unicelular [Scenedesmus dimorphus] en condiciones similares a la superficie de Marte. 

Por su parte, siete organizaciones belgas bajo la dirección de Puratos [experta mundial en panadería, pastelería y chocolate] estudian la forma de que crezca trigo en la superficie del planeta rojo para elaborar pan. Este programa se denomina SpaceBakery. Se financia con 6,3 millones de euros y polinizará por medio de drones automatizados.

Alta adaptabilidad 

El mayor reto para los científicos es hallar las variedades vegetales que se adapten más fácilmente al espacio. Los biotecnólogos se encargan de identificar los genes por los cuales una planta puede sobrevivir en condiciones extremas. 

La planta ideal para otros mundos debe poseer cuatro características. La primera,  tallo corto para ahorrar espacio. Después contar con pocas partes no comestibles. Por último su resistencia a la falta de luz y el grado de  adaptabilidad. 

Igualmente, la selección es de acuerdo a su valor nutricional. Por ese motivo, la papa y el trigo enano son los preferidos. Ambas son ricas en carbohidratos con alto contenido calórico. 

“Se experimenta así con plantíos de ciclo corto y no mucho desarrollo. Al tiempo que se descartan las especies cuya producción tarda muchos años, por ejemplo los árboles frutales, tanto por una cuestión de tiempo como de espacio”, explica Repetto.

Por su parte, el Centro Internacional de la Papa [CIP] de Lima cultiva, en colaboración con la NASA, este tubérculo en condiciones marcianas. Consideran que los altos niveles de dióxido de carbono los benefician. Permitiría aumentar hasta cuatro veces su rendimiento respecto a una especie terrestre.  

Por lo general, estos experimentos se realizan en contenedores cerrados. “En nuestro caso trabajamos con cámaras de crecimiento donde recreamos artificialmente el ambiente para poder lograr trigo en corto tiempo en condiciones controladas. Empleamos el sistema de speed breeding. Utilizando este método, el cereal crece en dos meses”, señala Diana Martino, líder del programa de mejoramiento genético de trigo de Buck semillas. 

Estas cámaras recrean el clima terráqueo. “Incluso, se puede recurrir al sistema de hidroponía para sustituir el suelo en ellos”, afirma Martino.

La hidroponía consiste en cultivar reemplazando el sustrato por nutrientes entregados mediante el riego que contiene soluciones minerales. En Marte, la disponibilidad de agua es muy limitada.  Por ello en casi todos estos experimentos se recurrió a este método.

Luces led 

“En 2015, durante un congreso internacional de mejora genética, Lee Hickey, filomejorador y genetista de la Universidad de Queensland, expuso sobre las cámaras de cría para cultivos espacial. Pero en un paper posterior, señala el empleo de luces led como un elemento favorecedor para la siembra en ellas”, recuerda la líder de Buck, pionero en esta tecnología en Argentina.

La luz es fundamental para la labranza. Pero el planeta rojo está mucho más alejado del Sol. Las mediciones de la Universidad de Colorado, indican que a la superficie marciana solo llega 43% de la luz solar.   

“Nuestros contenedores están diseñados especialmente para imitar esa luz por medio de dispositivos led. Posee la longitud de onda necesaria para favorecer el crecimiento. Es un método extremadamente caro, pero de importancia para la agricultura espacial”, remarca Martino. 

Al crecer en ambientes controlados y asépticos, los cultivos no se verán afectados por las plagas. Sin embargo, no es tan así. “Es muy probable que el propio ser humano sea el primer contaminante. Nuestro organismo contiene bacterias”, indica  Repetto.

Es importante recordar que, en el espacio, las plantas no son solo necesarias para comer. Cumplen además la función de limpiar la atmósfera. Aportan humedad para mejorar la carga iónica y su cromatismo produce bienestar. Es decir, crean una atmósfera más saludable. 

“Wieger Wamelink trabajó con 14 especies. Dentro de ellas había cuatro leguminosas  que fijan el nitrógeno. Esto es importante porque ante la falta de material orgánico en la superficie de Marte, no contienen sustancia fundamental tanto para la vida como para la nutrición de los cultivos”,  revela el profesor de la Universidad Católica.    

Las legumbres forman simbiosis con algunas bacterias del sustrato. Gracias a estas enzimas se fija el nitrógeno. Todo esto ayudaría a crear un circuito autosuficiente capaz de suministrar oxígeno, agua y alimentos fuera de la Tierra.