El botánico lunar con un plan para cultivar hortalizas en la luna

El astronauta Mark Watney está varado en Marte y de alguna manera debe encontrar una manera de cultivar patatas en el implacable suelo ocre del planeta antes de morir de hambre. Esta es la trama de The Martian, que es en gran medida una obra de ficción. Pero si se trata de una botánica espacial de la vida real, no busque más: Jessica Atkin.

Es posible que sus habilidades pronto tengan demanda. Después de todo, la reciente misión Artemis II que rodeó la luna es un recordatorio de que la NASA está trabajando para establecer una base permanente en la superficie lunar. Enviar comida empaquetada desde la Tierra puede ser suficiente para alimentar a quienes viven allí por un tiempo. Pero para que una base lunar sea verdaderamente autosuficiente, sus astronautas necesitarán cultivar sus propios cultivos.

Hacerlo es una tarea difícil: además de que los colonos necesitan extraer las reservas de hielo de agua de la luna para hidratar sus cultivos, el duro polvo lunar volcánico, o regolito, es notablemente hostil a la vida vegetal. Ahí es donde entra en juego Atkin, que trabaja en la Universidad Texas A&M. Recientemente demostró que el regolito lunar enriquecido con una mezcla alquímica de materia orgánica y un tipo especial de hongo parece permitir que los garbanzos broten. Los poderes fácticos se han dado cuenta: le han concedido una gran subvención de la NASA para continuar con su investigación y descubrir cómo cultivar verduras en la luna.

New Scientist habló con Atkin sobre la instalación de un laboratorio en su propia casa, sus sueños de tener invernaderos lunares y qué tipo de comidas pueden esperar los futuros astronautas lunares.

Robin George Andrews: ¿Por qué elegiste estudiar botánica espacial?

Jessica Atkin: Algunos de mis primeros recuerdos están en un huerto de fresas con mi abuela, y probablemente comiendo uno o dos en el camino, por lo que mi conexión con las plantas comenzó bastante temprano en la infancia. Del mismo modo, siempre me ha encantado el espacio. Fui criado por vaqueros y todas las noches me sentaba en mi tractor en el rancho, miraba la luna y pensaba: si quisiéramos cultivar plantas allí, ¿qué haríamos? En la Tierra, las plantas no crecen solas. Necesitamos microbios. Si pueden ayudarnos a colonizar la Tierra, ¿por qué no pueden ayudarnos a colonizar la Luna? La naturaleza nos da todas las respuestas; sólo tenemos que resolverlo todo.

Pero antes de ingresar a la academia, sirvió en las fuerzas armadas de Estados Unidos.

El ejército no era el plan a largo plazo. Sabía que si iba a ir a la universidad, no iba a depender de mi familia para financiarla. Entonces dije OK, ¿qué puedo hacer? Sabía que si dedicaba mis cuatro años, el ejército podría cubrir una carrera universitaria. Yo era policía. Me enviaron a Irak para entrenar a la policía iraquí. Cuando regresé a casa, era instructor de armas de fuego. Pero sabía que ese estilo de vida no era para mí. No es necesariamente algo con lo que me alineo, pero me enseñó mucho.

¿Por qué deberíamos intentar cultivar en el regolito lunar, en lugar de enviar suelo de la Tierra a la Luna?

Podría costar hasta 100.000 dólares enviar una libra [roughly half a kilogram] de cualquier material dado a la luna. Entonces, realmente no podemos enviar tierra. Tendremos que enviar comidas empaquetadas y tendremos que usar hidroponía, como se hace en la Estación Espacial Internacional (ISS). Pero probablemente deberíamos invertir en formas de hacer cosas para intentar tener una presencia permanente.

Sin embargo, el regolito lunar –el “suelo” de la luna– es pésimo para la agricultura, ¿no es así?

Hay tantos problemas con esto. Primero, la estructura es horrible. Los granos son pequeños, afilados y cargados positivamente: se adhieren a todo y son tan afilados que cortarán microdesgarros en las plantas. Incluso corta microdesgarros en los trajes de los astronautas. Es un problema cuando lo inhalas. Cuando intentas regar algo que parece talco para bebés, se forma como cemento, por lo que no puede gotear hasta las raíces de las plantas, por lo que todo se asfixia.

Luego está la composición química. Tiene muchas de las cosas que las plantas necesitan: fósforo, potasio, calcio, magnesio y micronutrientes traza. El hierro también está presente y es esencial, pero puede ser tóxico para las plantas en grandes cantidades. Y hay mucho aluminio, lo cual es terrible porque impide el crecimiento de las plantas.

¿Qué han hecho los científicos en el pasado para intentar cultivar en el regolito lunar?

Un equipo de la Universidad de Florida demostró que se pueden cultivar berros en un auténtico regolito lunar traído por las misiones Apolo. Fue estresante, pero fue sorprendente demostrar que las plantas pueden crecer en un regolito real. También se ha añadido material orgánico al suelo que simula la luna. Pero cuando comencé, los microorganismos eran en gran medida ignorados. Espera, pensé, nos falta un componente enorme.

Y ahí es donde entra tu trabajo…

Sabía que los hongos eran un componente clave para ayudar a las plantas a colonizar la tierra en la Tierra, por lo que quería explorar si esa misma asociación podría ayudar a las plantas a establecerse en el regolito lunar. Si los hongos ayudaron a las plantas a establecerse aquí en la Tierra, tenía sentido ver si podían ayudarnos a hacer lo mismo en la Luna.

¿Por qué se centró en los garbanzos como posible cultivo lunar?

No son el típico cultivo modelo. La gente cultiva lechugas y tomates, pero las legumbres se ignoran en gran medida. Están llenos de proteínas y necesitarás algo más que lechuga si quieres mantener a todos fuertes y saludables. Los garbanzos también envían señales para reclutar microorganismos para que trabajen con ellos. Son tolerantes al estrés; No quieren que los rieguen tanto. No quieren que los molesten. Ponlos en la peor situación y ahí es donde les va bien.

Antes de que le concedieran una prestigiosa subvención de la NASA, instaló un laboratorio vegetal en su propia casa, ¿verdad?

¡Estaba en mi sala de estar!

¿Por qué necesitabas montar un laboratorio en casa?

Cuando comencé esto, en 2020, 2021, este tipo de experimento no era realmente lo que se hacía, y no estaba en una escuela donde había mucha gente del espacio. Aún así, mi profesor en Texas A&M trabaja en interacciones entre plantas y microbios y estaba dispuesto a trabajar conmigo en mi idea. Escribimos una propuesta a la NASA para intentar conseguir financiación. La agencia dijo que la idea era genial, pero no teníamos suficientes datos preliminares. Entonces compré todos los materiales y lo hice yo mismo.

¿Conseguiste utilizar regolito lunar real recuperado por las misiones Apolo?

Hay regolito genuino en el Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston, Texas, pero lo distribuyen con mucha moderación. Utilicé un simulador hecho de rocas volcánicas similares a la luna encontradas en la Tierra que replica los próximos lugares de aterrizaje de Artemisa, las tierras altas lunares. Reuní los datos preliminares, escribí otra subvención para la NASA y eso fue lo que me concedieron.

Desde entonces, se ha mudado a laboratorios completos para realizar sus experimentos con garbanzos lunares. ¿Cómo resultaron?

Usamos hongos y diferentes cantidades de abono para ver cuánta materia orgánica necesitamos para obtener una planta sana y microbios sanos. Encontramos las mezclas de materia orgánica y hongos donde las plantas se desarrollaron mejor y formaron la simbiosis más fuerte. Es un poco extraño que los garbanzos hayan germinado más rápido [than in terrestrial soil]. Dicho esto, cualquier planta que estuviera en regolito estaba estresada; producen menos semillas. Estoy haciendo que analicen las semillas en [Pennsylvania State University] Ahora mismo para saber si son tóxicos o no. Espero que no sean tóxicos, pero incluso si lo fueran, eso no es necesariamente algo malo porque significa que estamos biominando: las plantas están extrayendo estos metales del regolito. Para mí, el objetivo de este trabajo no es el garbanzo en absoluto; es que estamos transformando este regolito en suelo lunar, para poder poner otras plantas en él.

Digamos que tenemos una base lunar con una atmósfera respirable y agua filtrada. ¿Qué desafíos podríamos tener al convertir eso en un huerto lunar?

Tendremos mucha más radiación de la que están acostumbrados en la ISS y, en lugar de microgravedad, tendremos una sexta parte de la gravedad de la Tierra. Eso podría cambiar la forma en que regamos las plantas. Y vamos a tener que complementar la iluminación: tendremos dos semanas de día lunar, pero luego dos semanas de noche lunar. Además, los astronautas no quieren que se introduzca regolito en el hábitat. Querrán un invernadero separado, para que nadie esté expuesto a los riesgos para la salud del polvo lunar.

¿Qué pasa con las partes de la dieta humana basadas en proteínas, como la carne y el pescado?

Los garbanzos tienen casi todo lo que necesitas para sustituir eso. Creo que, en el futuro previsible, la parte basada en proteínas de la dieta de un astronauta provendrá de alimentos preenvasados ​​y no perecederos.

Al menos podrán hacer hummus espacial, ¿verdad? Simplemente mezclas los ingredientes en una licuadora.

No hay muchas formas de cocinar en el espacio. Necesitas que las cosas se coman frescas. Siempre bromeo con mis amigos diciendo que estoy intentando abrir un puesto de falafel en la luna.

Entonces, ¿cuál es la comida más elegante que un astronauta lunar podría tener, cultivada en un invernadero lunar?

Honestamente, preferiría cosas dulces, como frutas. Sé que han estado probando fresas en el espacio. La NASA ha estado observando qué tan bien crecen las fresas en entornos de laboratorio similares a estaciones espaciales en la Tierra, mientras que se han enviado semillas de fresa a la ISS para examinar cómo los vuelos espaciales afectan su crecimiento.

¿Qué te parece que te llamen botánico lunar?

Hace que sea difícil encontrar trabajo. Es tan específico.

Pero si el programa Artemis avanza según lo planeado, seguramente la NASA necesitará todos los botánicos espaciales que pueda conseguir, ¿verdad?

¡Esa es mi esperanza! Sólo estoy esperando que se abran estas posiciones. Es muy difícil crear una sexta parte de gravedad en la Tierra, o incluso en el espacio. Necesitamos llegar a la luna para probar estas cosas. Ese es mi objetivo final. Pero estoy feliz de contribuir a la misión en todo lo que pueda, ya sea en la Tierra o, con suerte, en el espacio.

Si la NASA te pidiera que fueras a la luna para montar un invernadero lunar, ¿qué dirías?

Ese es el sueño. Puedo decirles qué talla de traje espacial necesitaría; por favor, déjenme acompañarlos. Bromeo diciendo que sería conserje lunar. Iría allí y limpiaría los metales.

Anteriormente has hablado de cómo el invernadero de tu abuela te ayudó a despertar tu gran interés por la botánica y la agricultura cuando eras más joven. ¿Ella todavía está por aquí hoy?

No lo es, pero estaría orgullosa. Ella siempre estuvo orgullosa de mí, por cualquier cosa que hiciera, como lo están las abuelas. Pero a ella simplemente le harían cosquillas. Aunque a ella no le sorprendería. Siempre he hecho las cosas más aleatorias.

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