Portando il Verde sulla Luna e Marte

[2di7]

Camere per la crescita delle piante, semi e strumenti per l'innaffiamento,durante un esperimento portato avanti durante la missione Shuttle STS-118.Credit: NASA

Future missioni con astronauti, sulla Luna o su Marte potrebbero usare le piante come raccoglitori biologici, per estrarre elementi utili dal suolo alieno. Adesso un gruppo di ricercatori spera che di portare in orbita nuovi esperimenti che diano un seguito ai esperimenti fatti con piante e regolite lunare durante il programma Apollo della NASA, che ha portato astronauti sulla Luna.

La regolite lunare è una mistura sciolta di polvere,suolo, roccia frammentata e altri materiali collegati che si trovano sopra un fondamento di roccia solida. Le ricerche fatte in era Apollo, avevamo mostrato che i campioni riportati a casa dai astronauti non avevano tossine o vita aliena che potesse minacciare piante,animali o umani sulla Terra. Tuttavia una quantità limitata di regolite lunare,significava che gli scienziati non potevano studiare bene come volevano quanto le piante vivessero bene se piantate nella regolite.

“Anche se ammiriamo tantissimo tutta la scienza innovativa portava avanti nell’era Apollo, la questione riguardo alla crescita delle piante,nella regolite, non ha mai trovato una risposta.” ha spiegato Robert Ferl, un genetista dell’Università della Florida.

Ferl e Anna-Lisa Paul, altra genetista dlel’Università della Florida, sperano di riprendere da dove gli esperimenti dell’era Apollo hanno lasciato. Una ricerca rinnovata potrebbe avvantaggiarsi di tutti i nuovi strumenti sviluppati nei ultimi decenni per lo studio della biologia e la genetica, e vedere come le piante reagiscono a livello molecolare in risposta alla regolite.

Nuovi studi potrebbero inoltre spingere il potenziale mostrato nel caso in cui le piante apparentemente hanno derivato dei nutrienti dalla regolite lunare. Questo andrebbe oltre i nostri sogni più rosei, e portare ad un’agricoltura lunare, per trasformare le piante in raccoglitori planetari di sostanze utili per sostenere alla fine estese colonie umane in terra aliena.

“Non si tratta solo del uso di regolite lunare e marziana per far crescere le piante,” spiega Paul, ” Si tratta di catturare nutrienti che potrebbero altrimenti non essere usati da noi”.
La revisione dei studi fatti in era Apollo, è stata pubblicata nel mese di aprile, nel giornale scientifico “Astrobiology”.


Raccolta di regolite durante la missione Apollo 16. Credit: NASA

La NASA fece molta attenzione riguardo ai campioni riportati a casa durante le missioni Apollo, costruendo un laboratorio dedicato, il Lunar Receiving Lab(LRL)al Johnson Space Center, in Houston. Il design della struttura del LRL fu progettata per assicurarsi che nessuna contaminazione pericolosa di forme di vita aliene potesse scappare,minacciando la biosfera Terrestre, anche man mano che gli ricercatori avevano iniziato a portare avanti esperimenti biologici con la regolite lunare.

Le paure per la protezione planetaria poi sono svanite presto quando i primi studi avevano mostrato che le piante non morivano al contatto con i campioni lunari. Circa 35 tipi di piante rimasero in buona salute dopo che campioni di regolite lunare dalle missioni Apollo 11 e 12, furono strofinate sulle loro foglie e messe alle loro basi. In maniera simile, gli animali non soffrirono da alcuna malattia durante l’esposizione ai campioni lunari.

Infatti, uno studio scoprì in seguito che i semi che germogliavano, e le piante che crescevano in contatto con la regolite, beneficiassero dei valori nutrizionali dei campioni. La polvere lunare e la regolite contengono elementi di grande aiuto per e piante come ferro,magnesio,e manganese, anche se manca di elementi necessari come azoto,fosforo,zolfo e potassio.

Questo aveva fatto pensare alla possibilità di usare piante per raccogliere biologicamente nutrienti e minerali dal terreno lunar, suggerendo cosi che le coltivazioni lunari avrebbero contribuito a costruire un ambiente in grado di sopportare vita oltre al solo nutrimento necessario per gli astronauti.

“In un modello molto interessante di qualche anno fa, le piante vivevano in dei “gusci” a bassa pressione, sulla superficie” spiega Ferl,” Gli astronauti e coloni lunari, uscirebbero poi con le tutte spaziali per raccoglierle.”

Ma anche se le piante sono sopravvissute al contatto diretto con il materiale lunare, i ricercatori spiegano che rimangono molti elementi sconosciuti dal tempo dei ultimi esperimenti effettuati ormai più di 30 anni fa.

Per esempio, nessuno dei esperimenti dell’era Apollo ha provato a vedere come il materiale lunare interagiva con microorganismi come i batteri o funghi che normalmente assistono le piante nella raccolta dei nutrienti. Anche i microbi portati dai astronauti umani potrebbero interagire con le radici delle piante nella regione del suolo conosciuta come rizosfera.
“Si tratta della colonizzazione delle radici della pianta da parte di organismi che rompono i legami di molecole complesse e trasportano poi materiale utile alla pianta.” ha spiegato Paul.” Questi microorganismi facilitano la raccolta di molecole dal substrato in cui la pianta sta crescendo.”



Per nuovi esperimenti non c’è neanche bisogno di aspettare un viaggio di ritorno da Marte, secondo i ricercatori. Hanno già in mente piani che richiederebbero solo pochi grammi dei centinaia di kg di regolite raccolti dai astronauti delle missioni Apollo.

Anche un solo grammo di regolite lunare potrebbe sopportare la crescita di diverse piante Arabidopsis,imparentate con il cavolo ed il ravanello. L’organismo usato nel modello è la prima pianta a cui è stato sequenziato l’intero genoma, e potrebbe cosi fornire una buona base per gli esperimenti di biologia lunare.
Questo tipo di test potrebbero diventare anche parte di esperimenti portati avanti sulla Luna stessa, appena l’uomo ci tornerà. Quei esperimenti non solo risponderanno alle questioni riguardi alla biologia di base delle piante, ma forniranno anche i primi passi per la creazione di un ecologia extraterrestre.

“Un obbiettivo è quello di usare le piante per la crescita della vita e scoprire i metodi migliori per farlo, e inoltre riuscire a capire se le piante potranno usare le risorse della regolite per farlo. ” ha spiegato Ferl. “L’altra questione principale è scoprire quali sono i limiti della vita terrestre, e se la superficie della Luna rappresenta o meno un posto che la biologia terrestre può colonizzare. “

Questo approccio alla questione potrebbe aiutare anche ad affrontare meglio alcuni problemi legati alla crescita delle piante nella regolite marziana. Alcuni studi sulla Terra hanno già testato la crescita delle piante in terreni che simulano la composizione della regolite marziana,migliorata con alcuni composti chimici, anche se un campione marziano non ha ancora raggiunto la Terra.

Alla fine, lo stesso bisogno di nutrimento e risorse che riguardava prima il discorso dei coloni umani sulla Luna vale ancor di più per una spedizione su Marte. “Andare su Marte è molto più difficile, perché l’idea di prendere con se tutte le risorse necessarie diventa davvero un problema.” ha spiegato Paul. “Quindi l’idea di usare piante per sopportare la vita, diventa un discorso di importanza cruciale.”

“Continuare a fare test in condizioni ambientali estreme, qui sulla Terra, sarà molto utile per identificare elementi critici di design da essere aggiustati per costruire e far volare un sistema dimostrativo sulla Stazione Spaziale Internazionale.” ha spiegato Claudio Finetto, un consulente ingegnere del Thales Alenia Space-Italia a Torino. Finetto ed i suoi colleghi, Cesare Labascio e Alessandro Rapisarda hanno calcolato che un sistema di supporto bio-rigenerativo con solo 20% di risorse portate da casa, renderebbe molto conveniente una base di 18 persone sulla Luna, dove vivere per più di 5 anni, invece che fidarsi continuamente delle risorse portate dalla Terra.

I loro lavori sono esposti in dettaglio nell’edizione di Maggio-Giugno, del giornale “Acta Astronautica”. Il concept della fattoria sulla Luna è anch’esso cresciuto grazie ad un corso post-laurea in SpacE Exploration and Development Systems(SEEDS), tenuto al Politecnico di Torino, dove Finetto lavora con Salvatore Cusumano, Daniele Renzoni, Amir Sabbagh e Cosimo Sinesi.

Anche se la NASA ha rinunciato ai piani immediati di un ritorno sulla Luna, Finetto è d’accordo con l’idea che una missione con equipaggio umano per Marte potrebbe beneficiare molto da un approccio di auto sostenimento. Ha aggiunto che la sera di una nave spaziale potrebbe sopportare astronauti sulla superficie marziana con la stessa facilità con cui potrebbe farlo nei 6 mesi della durata del viaggio di andata e di (altri 6 mesi) ritorno.

Robot più avanzati inoltre potranno ridurre la quantità di tempo che gli astronauti umani passerebbero coltivando le loro piante, secondo Finetto.
Tutto questo sembra molto lontano dall’era dei esperimenti fatti nel periodo delle missioni Apollo, con pezzettini di regolite lunare sfregati sopra le piante. Ma un giorno, i robot potranno mantenere una sera auto-sostenibile, in orbita attorno a Marte mentre gli umani si concentrano su esperimenti scientifici portati giù sulla superficie.

http://www.astrobio.net/exclusive/3569/greening-the-moon-and-mars

Fonte: http://link2universe.wordpress.com/2010 ... #more-1734