La acuoponia en los vuelos espaciales (I)

La acuoponia se ha consolidado en el espacio exterior como una solución prácticamente definitiva para la agricultura sostenible en entornos extraterrestres. Este método también innovador en la Tierra, combina el cultivo de peces con el cultivo de plantas, creando un sistema de circuito cerrado que maximiza la utilización de recursos y minimiza el desperdicio. Intentaremos profundizar en las complejidades de la acuoponia en el espacio y exploraremos el futuro de la agricultura extraterrestre. Como es conocido la acuoponia es una técnica agrícola que integra la acuicultura y la hidroponía, funciona según el principio de simbiosis, donde los desechos de los peces proporcionan nutrientes esenciales para el crecimiento de las plantas, mientras que las plantas filtran y purifican el agua para los peces. Esta relación sostenible y simbiótica da como resultado un método de producción de alimentos altamente eficiente y autosostenible.

En los próximos 20 años los viajes a la Luna serán rutinarios y posiblemente dejarán de ser excepcionales los que se dirijan a Marte, de la misma manera podemos asegurar que en los lugares de destino se construirán asentamientos permanentes como base para desarrollar las tareas de investigación y trabajo por parte de las tripulaciones. También es evidente que las tripulaciones e investigadores de estos asentamientos necesitarán alimentos para sobrevivir si se mantiene la arquitectura diseñada recientemente para las misiones en el espacio, el suministro de alimentos para misiones de larga duración, lejos de la Tierra, requeriría un número importante de vuelos de reabastecimiento, que no podrían proporcionar a las tripulaciones el aporte continuo en calidad y cantidad de productos frescos y, muy especialmente, de cultivos con alto contenido de agua, como puedan ser tomates y pimientos, debido a su corta vida útil (recordar que un viaje a la Luna tarda entre 4 y 7 días, y a Marte, entre 5 y 8 meses, lo que pone de manifiesto la imposibilidad de reabastecer semanalmente una base en el espacio desde la Tierra).

Teniendo en cuenta estas situaciones, se hace imprescindible la instalación de lugares de producción de alimentos como parte fundamental de una estación espacial, que permitan resolver el problema de la alimentación en las misiones de larga duración, serian esos puntos donde los astronautas podrían cultivar sus propias frutas y verduras frescas in situ para no depender de los suministros de la Tierra.

En la actualidad, las agencias espaciales de los distintos países están considerando planes para construir asentamientos en la Luna o eventualmente en Marte, para establecer por primera vez una comunidad de Homo sapiens fuera de la Tierra. Estos proyectos sitúan a la humanidad en los albores de una aventura sin precedentes, como es la de subsistir en un entorno hostil y desprovisto de una cadena trófica local de alimento. La instauración de una colonia humana permanente en Marte tendrá como una de sus principales misiones la obligación de aportar la suficiente cantidad de alimentos para conseguir la autonomía alimentaria de los implicados en el proyecto, en función de las necesidades que se deseen cubrir.

Desde los años 70 del pasado siglo se viene desarrollando lo que se conoce como soporte vital bioregenerativo (BLSS) que constituirá uno de los elementos claves y que estará integrado en el asentamiento en cada una de las superficies planetarias construidas, y que se convierte en la solución para resolver este desafío de la alimentación para misiones de larga duración. Los astronautas en el BSL dispondrán de una acuoponia donde podrán cultivar sus peces, sus propias frutas y verduras frescas in situ para ser más independientes de los suministros de la Tierra.

La solución a corto plazo tal y como como se está realizando en la actualidad, es proporcionar alimentos procesados y preenvasados, sin embargo, como ya se ha demostrado la conservación de algunos alimentos liofilizados resulta inestable, especialmente en lo que respecta a nutrientes esenciales como el potasio, el calcio, la vitamina D y la vitamina K, que intervienen en el mantenimiento de los músculos y los huesos, mientras que los micronutrientes son más sensibles a la degradación durante el almacenamiento de los alimentos liofilizados, más concretamente son las vitaminas A, C, B1 y la B6 transcurrido un año a temperatura ambiente. Una posible estrategia nutricional, para evitar estos problemas en las bases espaciales podría ser la combinación de productos frescos locales con suministros transportados por naves espaciales de carga.

Como todos podemos deducir suministrar alimentos frescos, nutritivos y sostenibles es fundamental para el éxito de una expedición tripulada a la Luna o a Marte. Recientes estudios han demostrado que la demanda alimentaria durante un vuelo espacial es similar a la necesaria en la Tierra, de tal forma que si se reduce la ingesta energética el cuerpo humano se ve sometido a un estrés fisiológico que provoca una alteración cardiovascular, desmineralización ósea, atrofia muscular y deficiencia del sistema inmunológico. No podemos olvidar tampoco que la exposición a la microgravedad reduce el equilibrio de nitrógeno en el cuerpo de un astronauta y esto puede causar una reducción de hasta el 30 % en la síntesis de proteínas, de ahí la importancia de estudios previos que nos muestran las necesidades del organismo.

En consecuencia, la instalación de una colonia humana permanente en Marte o en la Luna, requeriría la creación de una unidad de producción de alimentos que aporte una autonomía alimentaria en función de las necesidades que se deseen cubrir.

La calidad nutritiva de los organismos acuáticos como ya ha sido demostrado, los convierte en los candidatos ideales para complementar los nutrientes aportados por los organismos fotosintéticos ya estudiados también en el contexto de las misiones espaciales.

Son diversos y positivos los resultados que se han podido demostrar en la acuicultura espacial en las distintas misiones espaciales en órbita baja y en las que han participado los peces para adaptar y evaluar la adecuación de la acuicultura espacial a su nuevo entorno. Igualmente han sido estudiados los sistemas de recirculación en acuicultura y la posibilidad de instaurar acuicultura multitrófica integrada, con el fin de reciclar los desechos de los peces para convertirlos en alimento.

El desarrollo y aplicación de la acuicultura y acuoponia espacial comparte los mismos objetivos que la acuicultura y la acuoponia sostenible en la Tierra, sin lugar a dudas su evolución espacial podrá contribuir también de forma indirecta a la preservación de nuestro planeta.

Otro elemento de vital importancia es el agua ya que en la mayoría de los organismos que viven en la Tierra, también el hombre, está compuesto fundamentalmente de agua. Como quiera que el agua es el elemento esencial para la supervivencia humana, su presencia o no en un planeta o satélite, se convierte en imprescindible para poder constituir un asentamiento sostenible; además de esto, también se hace necesaria una ingesta nutricional equilibrada (proteínas, lípidos y carbohidratos) para poder cubrir las necesidades básicas y de la actividad diaria. Las necesidades nutricionales dependerán del tamaño de la población a alimentar y de la duración de la estancia, lo que requerirá una planificación adecuada que permita el suministro de alimentos y agua. En el momento actual, la solución más prometedora es un sistema de soporte vital bioregenerativo (BLSS), que contemple la autosuficiencia alimentaria mediante el desarrollo de estrategias para el reciclaje de agua, la acuaponía y los sistemas de producción de alimentos.

Las características del (BLSS), serán diferentes en la Luna en Marte o en cualquier otra ubicación, al igual que sucede con la selección de plantas a cultivar, ya que las estrategias de cultivo tendrán que adaptarse a las características locales existentes. Desde las primeras plantas enviadas al espacio en 1960 con el Sputnik 2 hasta los experimentos actuales en curso en la Estación Espacial Internacional (ISS), se han estudiado las respuestas fisiológicas de varias plantas terrestres en condiciones de microgravedad por su potencial para poder desarrollar “astrocultivos” destinados a alimentar a los futuros residentes de una base espacial