Tras un nuevo proyecto de ley de la NASA, aprobado en marzo por el Congreso de los EE. UU. Y que autoriza un gasto de $ 19.5 mil millones para la exploración espacial en 2017, las misiones tripuladas a Marte están más cerca de la realidad que nunca.
A medida que las empresas públicas y privadas se preparan para un regreso a la Luna y los primeros pasos humanos en el Planeta Rojo, hay un enfoque renovado en mantener a las personas vivas y productivas en estos entornos extremos. Las plantas, y específicamente las plantas de cultivo,ser un componente importante de los sistemas de soporte vital regenerativo propuestos, ya que proporcionan alimentos, oxígeno, dióxido de carbono para fregar y ayuda en el reciclaje del agua, todo de una manera autorregenerativa o 'bioregenerativa'. Sin duda, las plantas son un requisito paracualquier misión de exploración espacial humana de duración suficientemente larga en cuanto al tiempo y la distancia Ha habido una gran cantidad de investigación en esta área, investigación que no solo ha avanzado en la Agricultura en el Espacio, sino que ha dado como resultado muchos avances basados en la Tierra comobien p. ej., iluminación LED para invernaderos y aplicaciones agrícolas verticales; nuevas técnicas de propagación de semilla de papa, etc.
Un artículo reciente del Dr. Raymond M. Wheeler del Centro Espacial Kennedy de la NASA, ahora disponible en acceso abierto en la revista agricultura abierta , proporciona una descripción informativa y completa de las diversas contribuciones históricas y actuales internacionales al soporte vital bioregenerativo y el uso de la agricultura de ambiente controlado para la exploración espacial humana. Cubriendo la mayoría de los principales desarrollos de los equipos internacionales, relaciona parte de este trabajoa la transferencia de tecnología que resulta valiosa aquí en la Tierra.
La idea de usar plantas para mantener a las personas vivas y productivas en el espacio no es nueva, tanto en concepto como en investigación científica. El artículo cubre una gran parte del esfuerzo histórico de investigación internacional que será la base de muchos de los estudios comercialesy planes de diseño de misiones para el uso de ecosistemas artificiales en el espacio.
La investigación en el área comenzó en los años 50 y 60 a través de los trabajos de Jack Myers y otros, que estudiaron las algas para la producción de oxígeno y la eliminación de dióxido de carbono para la Fuerza Aérea de los EE. UU. Y la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio NASA. Estudios sobre producción de algas.Los investigadores rusos también llevaron a cabo una agricultura controlada en Krasnoyarsk, Siberia, a partir de la década de 1960, que incluyó pruebas con tripulaciones humanas cuyo aire, agua y gran parte de sus alimentos provenían del trigo y otros cultivos. La NASA inició su Sistema de Control de Vida Ecológica ControladaCELSS Programa a principios de la década de 1980 con pruebas centradas en la producción de trigo, soja, papa, lechuga y batata en ambiente controlado. Los resultados de estos estudios allanaron el camino para realizar pruebas en una cámara de 20 m2, cerrada atmosféricamente, ubicada en Kennedy SpaceCentrar.
Aproximadamente al mismo tiempo, los investigadores japoneses desarrollaron un Centro de Experimentos de Ecología Cerrada CEEF en la Prefectura de Aomori para realizar estudios de sistemas cerrados con plantas, humanos, animales y sistemas de reciclaje de desechos. El CEEF tenía 150 m2 de área de crecimiento de plantas, lo que proporcionóuna dieta casi completa junto con la regeneración de aire y agua para dos humanos y dos cabras.
El Proyecto MELiSSA de la Agencia Espacial Europea comenzó a fines de la década de 1980 y buscó enfoques ecológicos para proporcionar reciclaje de gas, agua y materiales para el soporte de la vida espacial, y luego se expandió para incluir pruebas de plantas.
Un equipo de investigación canadiense en la Universidad de Guelph comenzó una instalación de investigación para la investigación de cultivos espaciales en 1994. Solo unos años más tarde, desarrollaron sofisticadas cámaras de producción de plantas hipobáricas a escala de dosel para probar los cultivos por espacio, y desde entoncesexpandió sus pruebas para una amplia gama de temas de agricultura de ambiente controlado.
Más recientemente, un grupo de la Universidad de Beihang en Beijing diseñó, construyó y probó una instalación cerrada de soporte vital Lunar Palace 1, que incluía un módulo agrícola de 69 m2 para la producción de aire, agua y alimentos para tres humanos.
Como resultado de estos estudios internacionales en agricultura espacial, se han producido nuevas tecnologías y hallazgos; esto incluye el primer uso de diodos emisores de luz para cultivos en crecimiento, una de las primeras demostraciones de agricultura vertical, uso de enfoques hidropónicos para cultivos subterráneoscomo la papa y la batata, los rendimientos de los cultivos que superaron los rendimientos de campo récord reportados, la capacidad de cuantificar la producción de compuestos orgánicos volátiles por ejemplo, etileno a partir de rodales de cultivos enteros, enfoques innovadores para controlar el suministro de agua, enfoques para el procesamiento y reciclaje de desechos a la producción de cultivossistemas y más. El tema de la agricultura para el espacio ha contribuido y se ha beneficiado de la agricultura terrestre y de ambiente controlado y continuará haciéndolo en el futuro. Todavía hay numerosos desafíos técnicos, pero las plantas y los sistemas biológicos asociados pueden y seránUn componente importante de los sistemas que mantienen vivos a los humanos cuando nos establecemos en la Luna, Marte y más allá.
Según el Dr. Gary W. Stutte, investigador principal de la NASA para varios experimentos de vuelos espaciales diseñados para cultivar plantas en microgravedad :
"El Dr. Ray Wheeler ha escrito una historia convincente y completa de las personas que han comprometido sus carreras para permitir la colonización del espacio. Aprovechando su profunda comprensión de los programas desarrollados, las personas involucradas y el progreso logrado para resaltar los logros ycontribuciones de científicos e ingenieros de todo el mundo para hacer realidad la visión de la exploración espacial, detalla los problemas, desafíos, resultados y contribuciones de los programas, y revela cómo beneficiaron a la Tierra, así como al espacio. La revisión subraya que las respuestasno se logrará a través de la proclamación, sino a través de la colaboración entre naciones, la cooperación entre personas y el compromiso sostenido de las instituciones. Su artículo debería ser leído para cualquiera que tenga un interés pasajero en la agricultura espacial ".
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