La novela The martian, de Andy Weir, tiene mucho de ficción y algo de ciencia. El texto, adaptado al cine por Ridley Scott (Marte), narra la odisea de un astronauta obligado a sobrevivir en el planeta rojo mientras espera su rescate. Su principal prioridad fue garantizar el alimento mediante cultivos en un planeta hostil. La apuesta firme de las agencias espaciales internacionales por la colonización de la Luna y Marte conlleva una estrategia similar. Llevar un kilo de tomates (o de cualquier otro producto) al satélite de la Tierra cuesta un millón de euros, por lo que comer una ensalada en el espacio puede ser el lujo más caro. Ya hay seleccionadas 3.400 propuestas para cultivar en tierras lunares o marcianas. Una de ellas es española y cuenta con el aval del grupo chino que consiguió hacer crecer por primera vez una planta de algodón en el satélite.

La reciente confirmación “inequívoca” de la existencia de agua en la Luna ha dado alas a los proyectos de asentamientos humanos tanto en el satélite como en Marte. Este recurso es esencial y el cuerpo celeste más cercano lo acumula en unos 40.000 kilómetros cuadrados.

Solo un día después de que se ratificara la existencia de agua en la Luna, el director general de la Agencia Espacial Europea (ESA), Jan Wörner, firmaba el acuerdo con la NASA (Memorándum de entendimiento, MoU) para la colaboración en la conquista del espacio. Europa participará con el proyecto Gateway, un módulo orbital “que permitirá la exploración sostenible alrededor y sobre la Luna, al tiempo que facilitará la investigación y experimentación de las tecnologías y los procesos necesarios para llevar a cabo una futura misión a Marte”.

Una recreación de un invernadero en la superficie de Marte. Las plantas crecen con la ayuda de barras de luz LED rojas, azules y verdes y en un sistema de cultivo hidropónico, un método que utiliza disoluciones minerales en vez de suelo agrícola. Las raíces reciben un compuesto nutritivo disuelto que incluye los elementos químicos esenciales para su desarrollo en un medio inerte.

Representación de la NASA de una futura base en Marte con un invernadero. Las cúpulas a modo de "casas de hielo" están hechas de células llenas de agua congelada. Forma parte de un plan integral para construir un invernadero de este tipo que permita la una misión con presencia de astronautas durante dos años. (Instituto Nacional de Aeroespacial).

Diseño propuesto de un invernadero en Marte que, además de utilizar plantas para la producción de alimentos, también sirve para apoyar el control ambiental y los sistemas de soporte vital.

“Este Memorándum de Entendimiento marca un punto crítico en la trayectoria europea: confirma que vamos hacia la Luna, no solo en términos de equipamiento y tecnología, sino también con nuestra gente”, afirma Wörner.

Vamos hacia la Luna, no solo en términos de equipamiento y tecnología, sino también con nuestra gente

Jan Wörner, director general de la Agencia Espacial Europea

Estos dos elementos -la existencia de agua y el compromiso internacional para la conquista del espacio- obligan a pensar en cómo consolidar los asentamientos y asegurar la mayor autonomía. La clave es que los recursos propios tanto de la Luna como Marte eviten la dependencia de los costosos traslados de material desde la Tierra. Y el más prioritario es la alimentación.

El Mapa Geológico Unificado de la Luna permite identificar dónde. Según Jesús Martínez Frías, jefe del Grupo de Investigación de Meteoritos y Geociencias Planetarias del CSIC y responsable del Laboratorio de Geociencias de Lanzarote, por la información que aporta la cartografía, el polo sur lunar es la zona más susceptible para futuros asentamientos, no solo por la presencia de agua sino también por su composición mineral -rica en hierro y titanio-, y por la luminosidad.

Para la obtención de oxígeno se podría también contar con materiales ígneos (como ilmenita, anortita y olivino) que contienen entre el 40% y el 50% de este elemento en forma de óxidos.

Gravedad y radiación cósmica

Pero los desafíos para la agricultura espacial van más allá de la composición de la tierra más adecuada y la posibilidad de obtener oxígeno y agua. El cultivo se tiene que desarrollar en unas condiciones de gravedad una sexta parte inferiores a las existentes en la Tierra y a la radiación cósmica. Una investigación publicada en Science Advances , concluyó que una dosis de radiación diaria en la superficie lunar es entre 200 y 1.000 veces superior a la que se recibe en nuestro planeta en el mismo periodo de tiempo.

En superar todas las barreras trabajan más de 3.000 equipos del mundo y uno de los más avanzados es el español Green Moon Project, nacido en la Universidad de Málaga y liderado por el joven ingeniero andaluz de 27 años José María Ortega Hernández, por ahora afincado en el Reino Unido, donde trabaja para Bentley.

El equipo, ya presentado a la NASA y su programa Artemisa, que prevé la vuelta de astronautas a la Luna, ha firmado un acuerdo con el Centro de Exploración Espacial de la Universidad de Chongqing para experimentar con cultivos en el espacio después de que la sonda china Chang’e 4 se posara en enero del pasado año en la cara oculta de la Luna y consiguiera que brotara una semilla de algodón, la primera planta que ha crecido en el satélite. Ortega se puso en contacto con los investigadores chinos, a los que convenció de que España cuenta con los recursos suficientes para abrir el camino a la agricultura espacial.

El regolito [capa de materiales no consolidados] basáltico de Lanzarote es muy similar al de la Luna

José María Ortega Hernández, líder de Green Moon Project

El proyecto Green Moon Project, en el que participan Cabildo y Geoparque de Lanzarote, Instituto de Geociencias y Red Española de Planetología y Astrobiología, ya ensaya en la isla canaria. “El regolito [capa de materiales no consolidados] basáltico de Lanzarote es muy similar al de la Luna”, explica Ortega. Con esta tierra y otras alteradas con mayor y menor concentración de metales investigan “cómo obtiene la planta los nutrientes para crecer”. Además, Lanzarote aporta tubos de lava similares a los de la Luna y que supondrían uno de los mejores espacios para los huertos espaciales, ya que así se protegerían de la radiación cósmica.

En 2022 prevén enviar con una misión china las primeras unidades para experimentar dentro de la cápsula, unos metros por encima del suelo lunar, como crecen las primeras plantas, privilegio al que aspiran ejemplares de tomate, lechuga, lenteja, pepino y pimiento.

“La menor gravedad, como hipótesis, permitiría a la planta un desarrollo más rápido al ser más fácil el transporte de nutrientes, pero esto no se sabrá hasta que se experimente. Puede que no sea así”, explica Ortega.

El material lunar puede servir para fabricar escudos frente a la radiación generada por protones de emisiones solares e iones pesados de la radiación cósmica galáctica

Para evitar al máximo la radiación cósmica cuando la experimentación permita ya el desarrollo de invernaderos, además de recurrir a su implantación en tubos de lava, se recurrirá a la utilización de regolitos para su construcción. Martínez Frías ya ensaya en Lanzarote el uso de este material para la fabricación de escudos frente a la radiación generada por protones de emisiones solares y iones pesados de la radiación cósmica galáctica.

Los invernaderos deben contar con sistemas que garanticen la luz necesaria para la fotosíntesis, temperatura, humedad, dióxido de carbono, presión media equivalente a la existente al nivel del mar y oxígeno. La investigación incluye el estudio de la reutilización del oxígeno que emiten las propias plantas.

En los trabajos también participa Innoplant, una empresa andaluza galardonada y especializada en la investigación de la adaptación de suelos a los cultivos. Ortega cree que a mediados de siglo se podrán ver los primeros invernaderos en la Luna, un paso fundamental para la explotación del satélite y para el siguiente reto: Marte.

Réplicas de suelo marciano

Investigadores estadounidenses de la Universidad de Georgia (UGA) han comenzado a investigar con mezclas artificiales de suelo que imitan los materiales existentes en Marte para determinar su fertilidad, según ha informado la institución académica tras un nuevo estudio publicado en la revista Icarus.

“Los nutrientes, la salinidad o el pH [acidez o alcalinidad] son parte de lo que hacen un suelo fértil y entender dónde están los suelos de Marte en ese espectro es clave para saber si son viables o si hay soluciones factibles que se pueden”, explica a la UGA Laura Fackrell, geóloga y autora principal del estudio.

La superficie de Marte, según los investigadores, puede contener la mayoría de los nutrientes esenciales para una planta, incluyendo nitrógeno, fósforo y potasio, pero se desconoce si se encuentran en concentraciones que permitan su desarrollo

La atmósfera de Marte es muy tenue, con una presión media de la superficie de solo 6,1 milibares (la presión media de la superficie de la Tierra es de 1013 milibares) y el planeta está sometido a frío extremo y bajas concentraciones de oxígeno. Sin embargo, la superficie de Marte, según los investigadores, puede contener la mayoría de los nutrientes esenciales para una planta, incluyendo nitrógeno, fósforo y potasio, pero se desconoce si se encuentran en concentraciones que permitan su desarrollo.

Para conseguirlo, los científicos de Georgia están experimentando con réplicas de suelo marciano y sometiéndolas a procesos de lavado e inoculación de microorganismos adaptados a entornos extremos, hongos y bacterias beneficiosas. “La cuestión de si podemos usar el suelo de Marte para proporcionar alimentos contribuirá en gran medida a determinar la viabilidad de las misiones tripuladas”, concluye Fackrell.

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