GIARDINI VERTICALI IN SERRE PER PRODURRE ALIMENTI SOSTENIBILI SU MARTE

Autori: Ana Lima Benta, Bianca Ramos

Traduttrice: Alessandra Monopoli

Ogni volta che si pone la questione che gli esseri umani possano vivere su Marte, vi è sempre un problema che diventa motivo di preoccupazione: come produrre cibo. L’agricoltura tradizionale è quasi impossibile sulla superficie del pianeta rosso. Sebbene Marte abbia una considerevole quantità di gas (1), come “carbonio, nitrogeno, idrogeno e ossigeno, tutti in forma biologicamente accessibile come il gas di diossido di carbonio, gas di azoto e il ghiaccio dell’acqua e il permafrost” (Zubrin, 2014), l’atmosfera terrestre e quella di Marte presentano differenze significative nella loro capacità di mantenere le diverse forme di vita che conosciamo. Inoltre, l’acqua è presente, ma è difficile ottenerla nella sua forma liquida. Per questo, per produrre alimenti su Marte con maggior efficacia e sostenibilità è necessario utilizzare le migliori tecnologie alimentari della Terra, adattate all’ambiente marziano e utilizzando a suo favore l’abbondanza di sostanze caratteristiche del pianeta rosso; per esempio, l’enorme quantità di anidride carbonica per lo sviluppo della vegetazione.

Per risolvere il problema della produzione alimentare mentre si vive su Marte, dobbiamo usare il meglio dei due mondi: la Terra e il vicino pianeta rosso. La nostra soluzione iniziale è creare una serra con giardini verticali per la piantagione sostenibile. Le tecnologie strutturali che potrebbero utilizzarsi per specializzare la sua efficacia sono il monitoraggio della salute (realizzata mediante telecamere per l’ispezione visuale e algoritmi di processamento delle immagini per la valutazione automatica dello stato), l’uso diretto di prodotti chimici per la protezione delle foglie e l’integrazione di additivi a metà della crescita per evitare la formazione di parassiti e funghi (2). Marte è, a prima vista, un ambiente sfavorevole alla vita. Circa il 95% dell’atmosfera marziana è composta da diossido di carbonio, che renderebbe impossibile per gli umani respirare direttamente nell’atmosfera del pianeta. Inoltre, Marte è molto più freddo della Terra. Questo è dovuto principalmente al fatto che il pianeta rosso è molto più lontano dal Sole rispetto alla Terra. La missione Viking della NASA atterrò su Marte nel 1976 e registrò una temperatura media di -81° F, ossia più freddo del Polo Nord o del Polo Sud della Terra. Esposti alle temperature di Marte, piante, esseri umani e altri organismi congelerebbero. L’utilizzo del ghiaccio per la protezione contro le radiazioni. Il progetto della serra di questo modulo implica la selezione e piantagione dei raccolti, la disposizione interna ed esterna del modulo e i suoi sistemi. L’ecologia che sostiene la vita umana su Marte offre un’alimentazione affidabile completa agli astronauti. La piantagione verticale riutilizza lo spazio in modo sostenibile, può applicarsi in qualsiasi spazio, aiuta all’isolamento acustico, migliora la qualità dell’aria, non richiede quasi cure e beneficia dell’umidità dell’aria.

Per coltivare ortaggi in modo pulito ed efficace, le piantagioni verticali spesso utilizzano tecniche come l’idroponica su basi sospese. Questa alternativa iniziò a diffondersi in tutto il mondo nascendo come alternativa per le zone urbane, poiché lo spazio nelle stesse è ridotto o il suolo non è adatto per la coltivazione di certi prodotti. La tecnologia può alleviare in gran parte i problemi imprevisti con cui si scontrano gli agricoltori tradizionali. Resta da vedere se gli alimenti coltivati con queste tecniche sono sani e nutritivi come quelli di coltivazione naturale, e una delle sfide che si trova ad affrontare la produzione è la delimitazione del territorio se si utilizzano pezzi rimovibili nella struttura. Così sarebbe possibile trasportare le costruzioni.

Figura 1

Automazione dei sistemi idroponici

La figura 1 mostra il diagramma del sistema idroponico. L’uso del sistema di circuito chiuso implica il ricircolo attraverso l’acqua e il riutilizzo dei residui umani e vegetali come concime per le coltivazioni. I sistemi di filtraggio passivo, come i setacci fini e la sabbia, la sterilizzazione mediante l’uso di tecnologie basate su raggi UV (3) e l’osmosi inversa garantiscono un riutilizzo sicuro ed efficiente della soluzione nutritiva. L’urea, processata a partire dall’urina umana, si utilizza come supplemento nutrizionale per le piante più grandi (4). La biomassa prodotta dal sistema di piantagione e immagazzinata inizialmente in cubi di composizione isolati (ICB) situati fuori dalla struttura dell’habitat, può essere usata successivamente come fonte di nutrienti estratti chimicamente. L’intervento umano abbraccia il ciclo di vita delle piante, dalla semina all’impollinazione e alla raccolta, e comprende mansioni manuali che i robot non possono compiere né forniscono benefici psicologici agli equipaggi. In generale, questo modulo richiede meno di un’ora di lavoro al giorno per ognuno dei quattro membri dell’equipaggio al fine di mantenere le colture.

Utilizzare una tecnica che è stata utile sulla Terra per risolvere uno dei problemi della vita su un altro pianeta è un argomento interessante da discutere. Naturalmente si può pensare che buona parte di questo avverrà solo nel futuro ma potrebbe essere una realtà molto più vicina di quanto si pensi. Producendo alimenti su Marte o creando zone verdi in piccoli appartamenti di grandi città, i giardini verticali sono ben accetti in qualsiasi luogo e possono esser parte di un passo verso un nuovo presente.

Bibliografia:

1. Zubrin, R. (2014, July 10). Why Mars?. Retrieved July 26, 2021, from https://www.marssociety.org/why-mars/.
2. Gröll, K. & Graeff, S. & Claupein, W.. (2007). Use of vegetation indices to detect plant diseases. Agrarinformatik im Spannungsfeld zwischen Regionalisierung und globalen Wertschöpfungsketten. P-101, 91-94. ISBN: 978-3-88579-195-9
3. Human Exploration and Operations at NASA. Retrieved August 5, 2021, from https://www.nasa.gov/directorates/somd/home/.
4. Babakhanova, S. et. al. (2019). Mars Garden: an Engineered Greenhouse for a Sustainable Residence on Mars. AIAA Propulsion and Energy 2019 Forum. https://doi.org/10.2514/6.2019-4059