Nos filmes, tudo parece tão simples. Mas, para cultivar alimentos em Marte, precisamos criar o solo a partir do zero e construir nossa própria mini-biosfera.
O desembarque de pessoas em Marte será um marco na história da humanidade. A vida além da biosfera terrestre continua sendo um sonho para muitos. Mas a criação de um assentamento sustentável no Planeta Vermelho exigirá o desenvolvimento de seu ambiente. Será necessário desenvolver maneiras de produzir alimentos em um lugar onde eles não são. Afinal, os suprimentos da Terra serão intermitentes ou não existirão.
No blockbuster “Martian” 2015, Mark Watney (Matt Damon) descreveu o plantio de batatas em uma estufa improvisada depois que ele entrou em uma situação difícil durante uma tempestade épica que levou o resto da tripulação a parar a missão e voar sem ela. Usando a embalagem a vácuo deixada pela missão, Watney plantou as batatas no “solo” planetário, extraiu água por meio de reações químicas e fertilizou sua lavoura de batata com resíduos da tripa liofilizada.
Esta parece ser uma maneira bastante simples de cultivar plantas em Marte. Mas este não é o caso.
"A realidade nem chega perto de uma solução cinematográfica", disse Ralph Fritsche, gerente sênior de projetos de alimentos do Centro Espacial Kennedy, na NASA.
A Nasa planeja enviar astronautas a Marte na década de 2030. O chefe da SpaceX, Ilon Musk, propôs uma campanha agressiva de colonização do planeta, baseada em um sistema de transporte interplanetário (SMT). Mas mesmo que a SpaceX tenha a experiência de transportar pessoas para Marte, ainda não há um plano de como eles podem viver lá e produzir alimentos às custas da terra. Dado que o envio de alimentos da Terra para Marte vai custar cerca de US $ 1 bilhão por ano por pessoa, torna-se óbvio que precisamos urgentemente de um outro plano para fornecer alimentos aos futuros pesquisadores marcianos.
"Ilon Musk apresentou um desafio difícil para o mundo", disse Daniel Batcheldor, professor de física e ciência espacial do Instituto de Tecnologia da Flórida e diretor do projeto do Instituto Espacial, Buzz Aldrin. “Sabemos que não podemos entregar a massa necessária para a superfície marciana enviada da Terra. Precisamos criar uma colônia estável no Planeta Vermelho, que não dependerá de suprimentos terrestres ”.
Enquanto estamos pensando em criar a primeira colônia marciana ou apoiar um pequeno grupo de astronautas da NASA, os pesquisadores estão trabalhando no desenvolvimento de novas estratégias para o cultivo de plantas fora da Terra.
Fritsche e seu colega da Nasa Trent Smith se uniram a cientistas do Instituto Espacial Buzz Aldrin para investigar quais são os métodos reais de cultivo de alimentos em Marte. Embora o uso de resíduos físicos dos astronautas como fertilizante possa ter um papel, precisaremos de tudo (da remoção de toxinas de organismos a bactérias projetadas) para criar a versão marciana do solo que temos na Terra.
“Não deveria haver matéria orgânica no regolito marciano. E para o processamento de nutrientes, você precisará de destruidores para destruir o que está lá e disponibilizá-lo (na forma correta) para uso pelas plantas ”, disse Fordham Brooke Wheeler, professor associado da faculdade de astronáutica. “Esta será uma estratégia potencial para criar uma colônia que seja mais resistente ao processamento de resíduos, independentemente de pertencerem a seres humanos, plantas ou qualquer outro resíduo orgânico.” Wheeler e seu colega Drew Palmer (professor assistente de ciências biológicas no Instituto de Tecnologia da Flórida) usam um regolito marciano, esperando explorar o processo de usar seus próprios recursos durante uma missão humana no Planeta Vermelho. O simulador (pó de rocha vulcânica das ilhas havaianas) não contém nenhum dos nutrientes necessários para o crescimento das plantas, mas acima de tudo se assemelha ao regolito marciano.
A alface, cultivada apenas em um simulador de Marte (sem adição de nutrientes), produziu apenas pequenas folhas no laboratório (FIT / Buzz Aldrin Space Institute).
Embora o simulador de regolito seja um bom começo, Wheeler e Palmer entendem suas limitações. Um dos maiores desafios futuros é como os astronautas marcianos irão “eliminar” substâncias cósmicas tóxicas que são conhecidas por estarem presentes no planeta. Como confirmado pelo Curiosity Martian Science Laboratory da NASA, o regolito marciano foi embalado com sais de perclorato, que são usados em processos industriais na Terra e são conhecidos por causar problemas de tireóide. A remoção de percloratos do regolito marciano tornará o recurso adequado para a agricultura.
"Quando começamos a introdução de micróbios, gostaríamos de usar micróbios de engenharia que podem eliminar percloratos tóxicos, que estarão muito no solo", disse Palmer. "Você pode começar a projetá-los agora, na Terra."
Mas este não é o último ponto. Como há micróbios no solo em Marte que formam a base dos ciclos de vida que governam a biosfera da Terra, precisaremos introduzir bactérias e plantas estratégicas no regolito marciano para obter o máximo de nutrientes. “Acreditamos que, a longo prazo, o registro de micróbios e organismos que coexistem com as plantas (na Terra) criará ciclos sustentáveis de nitrogênio e fósforo (em Marte)”, disse Palmer.
Fertilizantes são a matéria-prima desses ciclos, portanto, ao planejar a agricultura marciana, devemos considerar como isso será fornecido. Serão suprimentos da Terra? Ou será produzido localmente para reduzir o custo e a dependência do nosso planeta?
“Para complementar este sistema, você precisa construir mais estruturas”, acrescentou Palmer.
Os pesquisadores acreditam que antes de uma pessoa pisar no Planeta Vermelho, uma missão robótica poderia voar um mês antes e preparar um regolito marciano para a agricultura. Os bots agrícolas podem extrair o regolito e executar tarefas para remover o perclorato, introduzindo a biologia necessária para criar os ciclos necessários para a sobrevivência das plantas. A ideia é criar fazendas viáveis antes que a missão humana chegue. Os astronautas chegarão ao local pronto com alimentos frescos, bem como sistemas de suporte de vida (fornecimento de oxigênio e ajuste de toxinas).
Folhas de alface são cultivadas em um simulador marciano com nutrientes adicionais. O resultado são folhas saudáveis (Instituto Espacial FIT / Buzz Aldrin).
Muitos problemas diferentes estão associados à produção de produtos em Marte. Mas uma das maiores vantagens do crescimento de plantas físicas será psicológica. O chefe do projeto experimental “Veggie” da Estação Espacial Internacional, que utiliza hidroponia para fornecer água e nutrientes às plantas em microgravidade, Trent Smith percebeu que os astronautas no posto orbital recebem grande alegria ao cultivar plantas em um ambiente completamente estéril, longe de casa. "Porque eles estão em uma estação espacial, em um ambiente muito hostil, com todos esses fios e cabos ... Mas eles têm essas pequenas plantas que eles se preocupam e que são uma reminiscência de casa", disse Smith. “Quando formos a Marte, este será um momento muito importante.”
Veggie demonstrou o processo de cultivo de alface, que foi feito pelo astronauta da NASA Scott Kelly durante sua missão de um ano a bordo de uma estação espacial com o astronauta russo Mikhail Kornienko. Mas os astronautas continuaram dependentes dos suprimentos terrestres. Embora a hidroponia possa ter que desempenhar um papel na suplementação das dietas dos exploradores marcianos, no final, devemos depender dos recursos do Planeta Vermelho para criar e manter condições para a vida.
“Inicialmente poderíamos fazer agricultura hidropônica. A hidroponia é incrivelmente eficaz ”, disse Smith. “Mas, se você vai se demorar por muito tempo, faz sentido acontecer em sistemas agrícolas regoliticos. Você terá duas maneiras diferentes de cultivar plantas para alimentação. ”
Seja qual for o caminho que você escolher, você terá que usar o potencial técnico para aprender a realojar em um ambiente inóspito.
"Você parece estar voltando a uma sociedade agrária primitiva quando estávamos apenas tentando descobrir como cultivar a terra", disse Batcheldor. “Mas em vez de solo fértil, cultivamos o solo marciano”.
"A criação de uma colônia marciana permanente vai finalmente consertar nossa presença no planeta", acrescentou.
