Coltivare piante sulla Luna per la biorigenerazione ambientale

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La Cina ha realizzato una piccola fattoria sulla Luna nel 2019. Quali sono stati i risultati? Il 3 gennaio 2019, il lander cinese Chang’e-4 è atterrato sul lato nascosto della Luna e ha inviato il rover Yutu. Ecco tutti i risultati che sono stati conseguiti da quella missione.

Oltre ai suoi numerosi strumenti, il rover, che è atterrato sul lato nascosto della Luna, trasportava un importante esperimento scientifico noto come Biological Experiment Payload (BEP). Nel corso dei successivi otto giorni, questo carico utile condusse un esperimento fondamentale nel quale tentò di far crescere le prime piante sulla Luna.

Il carico comprendeva cotone, patate, arabidopsis e semi di colza, insieme a uova di mosca, lievito e 18 ml di acqua, mantenuta a pressione atmosferica costante.

I risultati di questo esperimento contribuiranno a definire il futuro sistema di supporto vitale biorigenerativo (BLSS), che si rivelerà vitale per gli habitat e le missioni oltre l’orbita terrestre bassa (LEO).

Un team di scienziati cinesi ha pubblicato uno studio che analizza l’esperimento, i suoi risultati e le sue potenziali implicazioni per le future missioni sulla Luna, su Marte e in altri luoghi dello spazio profondo.

Secondo le loro conclusioni, l’esperimento ha dimostrato che le piante possono crescere sulla Luna nonostante l’intensa radiazione, la bassa gravità e una luce intensa e prolungata.

I risultati delle loro analisi sono stati condivisi in due articoli pubblicati rispettivamente il 20 giugno su Microgravity Science and Technology e il 17 ottobre su Ata Astronautica.

Piante nello spazio!

Coltivare piante negli habitat lunari, marziani e spaziali è essenziale per molte ragioni. Oltre a fornire una fonte di nutrimento e a ridurre la necessità di missioni di rifornimento, rimuoveranno anche l’anidride carbonica e forniranno ossigeno fresco, aiuteranno a riciclare i rifiuti e contribuiranno al senso di benessere degli equipaggi.

E mentre i sistemi convenzionali di controllo ambientale e supporto vitale (ECLSS) si basano su componenti meccanici che alla fine si guastano e devono essere sostituiti, un sistema biorigenerativo può rigenerarsi nel tempo.

Una ricostruzione 3D, basata sull'elaborazione delle immagini e sull'analisi dei dati, mostra due foglie di cotone coltivate sul lander Chang'e-4 sul lato nascosto della Luna. Crediti: Università di Chongqing.
Una ricostruzione 3D, basata sull’elaborazione delle immagini e sull’analisi dei dati, mostra due foglie di cotone coltivate sul lander Chang’e-4 sul lato nascosto della Luna. Crediti: Università di Chongqing.

Ciò rende la tecnologia BLSS ideale per le missioni nello spazio profondo in cui le opportunità di rifornimento saranno poche e rare. Per anni, gli astronauti hanno condotto esperimenti a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) riguardanti la crescita di piante e alghe, come il Veggie Production System, il Passive Orbital Nutrient Supply System (PONDS), l’Habitat Advanced Plant Habitat (APH) e il Plant Habitat Avionics Real-Time Manager (PHARM).

La necessità di utilizzare in situ le risorse per la produzione di ossigeno e cibo è particolarmente importante ed è il primo passo verso la creazione di una base per la sopravvivenza, quindi gli esperimenti di piantagione di piante in un ambiente esterno alla Terra sono molto importanti.” – Xie Gengxin, professore di ingegneria ambientale all’Università di Chongqing e principale progettista del BEP.

Tuttavia, non è ancora chiaro come l’ambiente naturale dei corpi extraterrestri influenzerà il funzionamento di un BLSS.

Risultati dell’esperimento

Il tempo totale di esecuzione dell’esperimento è stato di nove giorni, invece dei 100 previsti. Ma, come ha indicato Xie, sono state ottenute informazioni preziose. “Sebbene le nostre piante possano crescere nelle condizioni naturali della luce solare e delle radiazioni lunari, la sicurezza di queste piante non è stata valutata.

Per sapere se sono sane o meno, sono necessarie ulteriori ricerche. (…) Il nostro primo biologico Gli esperimenti su Moon for Humanity dimostrano che è possibile costruire un ecosistema rigenerativo sulla Luna per stabilire una base umana.” ha dichiarato Xie.

Future missioni e obiettivi

In meno di due anni, la NASA prevede di portare gli astronauti sulla Luna per la prima volta dall’era Apollo. La Cina spera di fare lo stesso, inviando i primi taikonauti nella regione polare meridionale della Luna entro il 2030.

Gli obiettivi a lungo termine di queste e di altre agenzie – come ESA, Roscosmos e l’Indian Space Research Organization (ISRO) – non sono altro che la creazione di un avamposto umano permanente sulla Luna che consentirebbe la ricerca, l’esplorazione, la cooperazione internazionale e lo spazio profondo.

Un aspetto chiave di questo progetto sarà l’utilizzo delle risorse locali per soddisfare le esigenze degli equipaggi. Uno dei modi migliori per garantire una fornitura costante di cibo, aria respirabile e la salute (fisica e mentale) dell’equipaggio è costruire habitat che possano ospitare serre ed esperimenti sulle piante.

In breve, gli astronauti devono portare con sé elementi della biosfera terrestre per vivere, lavorare e prosperare in ambienti extraterrestri. Le lezioni tratte da questa indagine contribuiranno a spianare la strada a tutti coloro che seguiranno.

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