La acuoponia en los vuelos espaciales (II)

Un proyecto liderado por la NASA lleva también años realizando estudios con plantas en órbita baja en una pequeña cámara de crecimiento de plantas llamada Veggie, que se encuentra en la ISS ya en 2015 Veggie proporcionó la primera lechuga de tamaño comestible producida íntegramente en condiciones reales de microgravedad.

El listado de plantas candidatas para su cultivo en (BLSS) incluye más de una docena de especies: trigo, arroz, soja, cacahuetes, pimiento dulce, zanahorias, tomates, cilantro, lechuga, rábano, calabaza, cebolla y ajo. Estos cereales, verduras y frutas podrían aportar hidratos de carbono, fósforo, provitamina A, vitaminas B₁, B₆, B₉ y C; no obstante, la cantidad de proteínas y de grasas proporcionadas por las fuentes vegetales son a menudo, reducidas o consideradas como insignificantes en comparación con las de origen animal.

Para poder producir una mayor cantidad de compuestos nutricionales necesarios para una dieta equilibrada, se ha estudiado la producción de cianobacterias acuáticas en biorreactores como recursos biológicos. Las cianobacterias son capaces de fijar el dióxido de carbono de la exhalación de los organismos y transformar los desechos de nitrógeno de diversas actividades fisiológicas es muy probable que estos organismos sean más fáciles de cultivar en Marte que en la Luna debido a la presencia en la atmósfera marciana de dióxido de carbono y diferentes formas de nitrógeno, lo que significa que no dependerían de la importación de fuentes de carbono o carbohidratos para su cultivo como habría que hacer en la Luna. La cianobacteria fotosintética comestible más conocido de la Tierra es Arthrospira platensis (antes conocida como espirulina), que se trata de una buena candidata para ser cultivada en el espacio, y que se ha convertido en una buena candidata a convertirse en alimento para los astronautas. De la misma manera, Arthrospira platensis podría utilizarse como fuente indirecta de alimento para los astronautas al poder ser utilizada como pienso para peces como la trucha, la tilapia o el esturión: el aporte nutricional de Arthrospira platensis se centra principalmente en su aporte de proteínas, hierro y pigmentos precursores de la vitamina A, y antioxidantes, aunque solo contiene cantidades marginales de ácidos grasos esenciales ( omega 6) y carece del ácido graso poliinsaturado (omega 3).

Las microalgas también se han convertido en otra fuente potencial de alimento: están muy diversificadas y ofrecen una amplia gama de estrategias fisiológicas; algunas cepas de microalgas se han estudiado en órbita baja en diversos experimentos en el entorno espacial, No obstante, Chlorella sp., bien descrita en la literatura científica, parece que se trata de la especie de alga preferida para una misión espacial. Esta microalga, al igual que otras familias de microalgas marinas y de agua dulce, también están siendo estudiadas en acuicultura, por su capacidad para la purificación del agua mediante la eliminación de materia disuelta y suspendida en el agua, así como por la fijación y secuestro del dióxido como alimento para invertebrados acuáticos como los copépodos, y también como complemento alimenticio para los humanos.

Muchas cepas de microalgas marinas cultivables en acuicultura ofrecen un aporte nutricional completo de proteínas, vitaminas y especialmente PUFA, ω3/ω6 y ácido alfa-linoleico (ALA), precursor del ácido eicosapentaenoico (EPA) y del ácido docosahexaenoico (DHA). que son esenciales para el adecuado funcionamiento del cuerpo humano, en particular para una adecuada función cardiaca, una correcta visión y para el adecuado funcionamiento del cerebro. Estos ácidos grasos esenciales no son producidos directamente por el cuerpo humano: las fuentes de ALA, EPA y DHA se obtienen principalmente mediante la ingestión de organismos marinos como microalgas, mariscos o peces.

No obstante, el cultivo de plantas superiores ocupa un papel esencial dentro de los sistemas de soporte vital bioregenerativo, que contribuye en todos los aspectos funcionales principales cerrando los diferentes circuitos de un hábitat, como la producción de alimentos, la reducción de CO₂, la producción de O₂, el reciclaje de residuos y la gestión del agua. También se espera que los cultivos frescos tengan un impacto positivo en la salud psicológica de la tripulación.

La materia vegetal se puso en órbita por primera vez en vehículos no tripulados, allá por los años 60 del pasado siglo; desde entonces, se han realizado más de una docena de experimentos diferentes de cultivo de plantas en vehículos tripulados, comenzando con el lanzamiento de Oasis 1, en 1971.

Las continuas mejoras de los subsistemas y el creciente conocimiento de la respuesta de las plantas al entorno de los vuelos espaciales llevaron al diseño de Veggie, que ha estado operativo desde 2014, seguida con una segunda unidad Veggie hasta 2017 y más recientemente al Advanced Plant Habitat (APH), el último de la serie de sistemas de crecimiento de plantas.

La (APH) fue diseñada y construida por la NASA para realizar investigaciones vegetales tanto fundamentales como aplicadas en gravedad reducida. Ubicado en el módulo Kibo de la ISS, la (APH) fue diseñada para una misión de 10 años para recopilar datos fisiológicos de las respuestas de las plantas al entorno de los vuelos espaciales. El primer experimento en la APH se produjo en 2018.

Probablemente, el experimento acuático de circuito cerrado más importante y que ha demostrado la idoneidad de la acuoponía para la producción de alimento para los astronautas en estaciones especiales, es el que se realizó en la década de 1990 por un grupo alemán que desarrollaron un Sistema Acuático Biológico Cerrado Equilibrado. (CEBAS) con agua dulce, que contenía pequeños peces de acuario (Xiphophorus hellerii), caracoles de agua (Biomphalaria glabata), plantas acuáticas (Ceratophyllum dermersum) y microorganismos acuáticos, en el que demostraron que un sistema de filtrado era capaz de mantener estable un ecosistema acuático artificial cerrado, durante varios meses y que era capaz de eliminar los detritus derivados de los peces muertos sin reducir la concentración de oxígeno a niveles inferiores a 3,5 mg/l a 25°C. ¡Confirmando el papel fundamental e imprescindible de la acuoponia en el desarrollo de los viajes espaciales!

A modo de conclusiones, queremos señalar que la sostenibilidad deberá ser un principio rector en la agricultura espacial, lo que implica minimizar los desperdicios, conservar los recursos y garantizar la viabilidad a largo plazo del sistema de acuaponía. Con la incorporación de consideraciones éticas, podemos lograr un equilibrio entre la producción sostenible de alimentos y la gestión responsable de la vida en el espacio. La acuaponía en el espacio se muestra prometedora con su futuro, al igual que la agricultura terrestre. Su eficiencia de recursos, su naturaleza de circuito cerrado y los beneficios nutricionales la convierten en una solución convincente para sostener misiones espaciales y futuras creaciones de colonias extraterrestres, con los previsibles avances continuos en tecnología y con el intercambio de conocimientos. La acuaponía está en las mejores circunstancias para desempeñar un papel fundamental en la seguridad alimentaria y en la autosuficiencia en la exploración espacial.