
Se vogliamo vivere su Marte, dobbiamo trovare un modo per coltivare il cibo nella sua terra arida. I ricercatori pensano di conoscere un modo.
Un tempo l’acqua scorreva sulla superficie di Marte. Le onde lambivano le coste, i venti soffiavano e ululavano e la pioggia cadeva da cieli densi e nuvolosi. Non era poi così diverso dal nostro pianeta 4 miliardi di anni fa, tranne che per un dettaglio cruciale: le sue dimensioni. Marte ha un diametro pari alla metà di quello della Terra, ed è qui che le cose sono andate male.
Il nucleo marziano si raffreddò rapidamente, lasciando presto il pianeta senza campo magnetico. Questo, a sua volta, lo ha reso vulnerabile al vento solare, che ha spazzato via gran parte della sua atmosfera. Senza uno scudo critico dai raggi ultravioletti del Sole, Marte non poteva trattenere il suo calore. Una parte degli oceani evaporò e il sottosuolo assorbì il resto, lasciando solo un po’ d’acqua congelata ai poli. Le radiazioni incessanti, insieme alle scariche elettrostatiche delle tempeste di polvere su tutto il pianeta, provocarono reazioni chimiche nell’arido suolo marziano, rendendolo ricco di fastidiosi sali tossici chiamati perclorati. Se mai un filo d’erba è cresciuto su Marte, quei giorni sono finiti.
Ma potrebbero ricominciare? Cosa servirebbe per coltivare piante per nutrire i futuri astronauti su Marte? Nella fantascienza non è un gran problema. Il personaggio di Matt Damon nel film del 2015 The Martian doveva semplicemente costruire una serra, spargere escrementi umani, aggiungere acqua e aspettare. Il film ha azzeccato molte cose – i batteri del bioma umano saranno utili – ma non ha tenuto conto dei perclorati. Le piante di patate che lo sostenevano non sarebbero mai cresciute, ma anche se l’avessero fatto, due anni di consumo di patate contaminate e cancerogene avrebbero colpito la sua tiroide, bloccato i suoi reni e danneggiato le sue cellule, anche se forse non se ne sarebbe reso conto, perché i perclorati sono anche neurotossici. Sarebbe stata la migliore scena di morte di Matt Damon.
All’epoca in cui Andy Weir scriveva il libro da cui è stato tratto il film, nessuno sapeva quanto fossero abbondanti e onnipresenti queste sostanze chimiche. Sebbene siano stati scoperti per la prima volta dal lander Phoenix della NASA nel 2008, ci sono voluti i rover successivi e la compilazione di dati storici per confermare che i perclorati non solo sono presenti ovunque su Marte, ma sono anche abbondanti. Complessivamente, la superficie di Marte presenta concentrazioni di perclorato pari a circa lo 0,5% in peso. Sulla Terra, la concentrazione è spesso un milionesimo di questa quantità.
Per la NASA, questo è un problema devastante. L’obiettivo finale del programma Artemis dell’agenzia è far atterrare gli astronauti su Marte. Negli ultimi dieci anni, l’agenzia ha perseguito un piano a lungo termine per stabilire una presenza umana “indipendente dalla Terra” sul Pianeta Rosso. In modo più ambizioso, anche se meno plausibile, Elon Musk, l’amministratore delegato di SpaceX, ha dichiarato che prevede che un milione di persone vivrà su Marte nei prossimi 20 anni.
Qualsiasi idea di Marte indipendente significa che il problema del perclorato deve essere risolto, perché gli esseri umani devono mangiare. Le missioni di rifornimento sono, per definizione, dipendenti dalla Terra e le colture idroponiche sono inadeguate per nutrire un gran numero di persone.
“Con la coltura idroponica possiamo sostenere comodamente equipaggi di 10, forse 20 persone, ma non si può fare molto di più”, dice Rafael Loureiro, professore associato alla Winston-Salem State University specializzato in fisiologia dello stress delle piante. I sistemi idroponici devono essere costruiti sulla Terra e richiedono pompe a basso consumo energetico e un monitoraggio costante delle infezioni batteriche e fungine. “Una volta che il sistema è infetto, si perde l’intero raccolto, perché si tratta di un sistema a ciclo chiuso”, spiega. “Bisogna scartare tutto e resettare”.
L’unica vera strada da percorrere, dice Loureiro, è quella di coltivare la terra: “Il problema del perclorato è qualcosa con cui dovremo inevitabilmente fare i conti”.
Su Marte non c’è suolo. C’è solo la polverosa e velenosa regolite, la miscela di rocce sciolte, sabbia e polvere che costituisce la superficie del pianeta. Sulla Terra, la regolite è ricca di miliardi di anni di biomassa organica disgregata – il suolo – che su Marte non esiste. Per coltivare il cibo su Marte, non possiamo semplicemente gettare semi nel terreno e aggiungere acqua. Dovremo creare uno strato di terreno in grado di sostenere la vita. E per farlo, dobbiamo prima sbarazzarci di quei sali tossici.
C’è più di un modo per rimuovere i perclorati. Si possono bruciare; i composti si decompongono intorno ai 750 °F, ma per questo è probabile che siano necessarie fonti di energia come i reattori nucleari e molte attrezzature ausiliarie. È possibile lavare letteralmente i perclorati dalla regolite, ma, spiega Loureiro, “la quantità d’acqua necessaria per farlo è enorme, e l’acqua è una risorsa limitata per quanto ne sappiamo”. Inoltre, questo processo richiederebbe una quantità significativa di energia. “È una cosa che non è fattibile a lungo termine”, mi dice. La soluzione ideale non dipende da macchinari pesanti. Piuttosto, si baserebbe su qualcosa di piccolo, anzi microscopico.
La NASA e la National Science Foundation stanno finanziando una ricerca su come i futuri astronauti su Marte potrebbero utilizzare la vita microbica non solo per rimuovere i perclorati dalla terra del pianeta, ma anche per modellare e arricchire la regolite in un terreno coltivabile. Il lavoro si basa su anni di sforzi per fare la stessa cosa in diversi luoghi della Terra e, se avrà successo, migliorerà l’agricoltura su due pianeti al prezzo di uno.
“Se siamo in grado di coltivare piante nella regolite marziana, possiamo farlo ovunque sulla Terra”.
Rafael Loureiro, professore associato, Università statale di Winston-Salem
È facile liquidare l’idea dell’agricoltura marziana come una questione lontana per un futuro immaginario, ma gli scienziati devono risolvere questo tipo di problemi prima del lancio dei razzi, non dopo che gli esseri umani sono in arrivo. E come per molte altre ricerche della NASA, la soluzione dei problemi “lassù” si applica direttamente alla vita “quaggiù”. In poche parole, ciò che impariamo da Marte potrebbe essere utilizzato qui sulla Terra per trasformare terre desolate e sterili in ricche zone agricole. Sulla Terra, i livelli naturali di perclorato sono più alti nelle regioni desertiche. In altre aree, i livelli elevati sono solitamente dovuti agli scarichi industriali. Le tossine danneggiano le piante terrestri tanto quanto quelle marziane. Ciò significa che non è solo la NASA a essere interessata alla bonifica: anche il Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti sta finanziando questa ricerca.
“Se sono in grado di coltivare piante in un ambiente completamente alieno, la tecnologia che creo per farlo è trasferibile al cento per cento a luoghi qui sulla Terra che sono insicuri dal punto di vista alimentare. A luoghi estremamente aridi e inadatti all’agricoltura. A luoghi che sono stati colpiti da compagnie minerarie che hanno inquinato il suolo”, dice Loureiro.
“Se siamo in grado di coltivare piante nella regolite marziana, possiamo farlo ovunque sulla Terra”.
Pensare in piccolo
Il laboratorio di scienze del Biodesign Institute dell’Arizona State University sembra una versione in grande di tutte le aule di biologia d’America: lunghi tavoli neri, una miriade di microscopi, scaffali di fiale. Quando si guarda più da vicino, però, ci si rende conto che i microscopi sono un po’ più sofisticati e che ci sono strumenti ad alta tecnologia come gascromatografi e analizzatori di carbonio organico.
Anca Delgado, microbiologa, mi raggiunge all’ingresso, dove indossiamo camici bianchi e occhiali di protezione. “Non abbiamo intenzione di schizzarvi con qualcosa oggi, ma vogliamo essere sicuri”, dice.
Il suolo terrestre è umido e mutevole, pullula di vita e la sua composizione minerale è molto varia, grazie anche all’azione tettonica, all’attività microbica e al ciclo della roccia. Ma basta guardare Marte per capire che qualcosa non va: il nucleo del piccolo pianeta si è raffreddato prima che gran parte del ferro avesse la possibilità di scendere al centro. Di conseguenza, la regolite marziana è piena di minerali ricchi di ferro, che nel tempo si sono ossidati. L’esterno del pianeta è letteralmente arrugginito. Senza acqua, si trasforma principalmente attraverso gli agenti atmosferici meccanici, guidati dal vento e dalla temperatura; e senza vita, è completamente inorganico.
Nonostante ciò, Delgado, i suoi studenti e i suoi colleghi di tutto il Paese hanno trovato una possibile strada per risolvere il problema del perclorato e rendere coltivabile la regolite marziana.
I perclorati sono sali costituiti da uno ione di cloro e ossigeno con carica negativa, legato a uno ione positivo come il sodio (esiste anche l’acido perclorico, che contiene lo stesso ione con carica negativa). Quando i perclorati sono abbondanti sulla Terra, spesso è perché ce li abbiamo messi noi. Tutto, dalla produzione militare ai fuochi d’artificio di Disneyland, vi ha contribuito. Non erano gli unici composti clorurati di cui gli Stati Uniti andavano pazzi all’epoca della Seconda Guerra Mondiale. Per decenni gli Stati Uniti hanno fatto un uso massiccio di solventi organici clorurati in tutti i settori, dal lavaggio a secco allo sgrassaggio dei metalli, dalle tinture per abiti ai medicinali.

MEREDITH MIOTKE | FOTO: NASA/JPL-CALTECH/MSSS
In generale, l’industria aveva un atteggiamento permissivo nei confronti della gestione dei prodotti di scarto, che ha portato alla contaminazione delle falde acquifere del Paese. “Dopo che il Clean Water Act e la successiva legislazione degli anni ’70 hanno impedito o vietato l’uso di alcune di queste sostanze chimiche, è stato allora che abbiamo scoperto l’entità di questa contaminazione”, racconta Delgado. L’inquinamento di alcune acque era evidente. Il fiume Cuyahoga in Ohio prendeva abitualmente fuoco. Ma altre contaminazioni sono rimaste nascoste. I residenti di Love Canal, un quartiere della città di Niagara Falls, New York, hanno riportato tassi anormalmente alti di marcatori di leucemia e difetti alla nascita prima che qualcuno riconoscesse che le 20.000 tonnellate di sostanze chimiche scaricate in un canale negli anni ’40 potevano essere responsabili.
Tuttavia, non era sufficiente smettere di scaricare sostanze chimiche tossiche nei corsi d’acqua e nelle discariche. Gli scienziati hanno dovuto trovare delle alternative – ad esempio, nel 2004 Disney ha sviluppato un lanciatore di fuochi d’artificio che ha eliminato le emissioni di perclorato – e hanno anche dovuto trovare il modo di ripulire l’inquinamento già presente. Nel caso dei perclorati, è possibile farlo chimicamente. La pioggia e l’irrigazione artificiale possono lavare via i composti, anche se questo trasferisce il problema alle acque sotterranee. Un’altra strategia consiste nel coltivare piante legnose come il salice e il cotone nei terreni contaminati. Queste piante estraggono i perclorati dal terreno e possono essere raccolte, eliminandole dal ciclo della contaminazione.
Un altro approccio biologico consiste nell’utilizzare microrganismi per trasformare le sostanze chimiche tossiche in sostanze innocue. Il manifesto di questo concetto è un batterio chiamato Dehalococcoides mccartyi, che si nutre specificamente di solventi organici clorurati e sputa etene declorurato (un idrocarburo semplice e non tossico) e ioni cloruro innocui, che si trovano naturalmente nell’ambiente. Delgado ha studiato D. mccartyi durante il suo programma di dottorato. I suoi interessi erano strettamente terrestri. Ma il processo, pur essendo molto efficace, non era perfetto. Il processo richiedeva tempi incredibilmente lunghi per funzionare in natura.
“Avevamo tempi di trattamento che andavano da mesi a decenni”, racconta Delgado. La sua ricerca ha cercato di coltivare la D. mccartyi a densità molto più elevate, che si sarebbero tradotte in tassi d’azione migliori e tempi di trattamento più rapidi per i siti di rifiuti americani abbandonati. Il suo lavoro è stato applicato in diversi siti in Arizona, New Jersey e California.
Delgado mi accompagna nel laboratorio, che è organizzato a pianta aperta. Fin dall’inizio del Biodesign Institute, nel 2004, l’idea era di riunire nello stesso spazio fisico ricercatori che normalmente non avrebbero interagito. Ciò significa che i microbiologi che lavorano con campioni di acque reflue, fanghi e terreni sono accanto agli scienziati che fanno origami di DNA.
Il salto dal ripulire le discariche di rifiuti tossici della Terra al rendere coltivabile la superficie marziana è iniziato nel 2017, un mese prima che Delgado iniziasse il suo nuovo lavoro all’università. Aveva letto un articolo su Marte e si era informata sugli elementi chimici finora rilevati sul pianeta. “Mi piacciono i microbi e volevo vedere se Marte potesse soddisfare le loro esigenze nutrizionali”, racconta. “Sono una specie di fanatico della fantascienza”.
Mentre partecipava a un ritiro universitario per far parlare i ricercatori del loro lavoro, ha deciso di “dire” che sarebbe stata interessata, a un certo punto “a verificare se i microrganismi sarebbero stati in grado di crescere in condizioni marziane”.
Un articolo letto sulla rivista Nature l’ha infine spinta ad agire. La materia organica del suolo, necessaria per la crescita delle piante, è a sua volta costituita da materiale vegetale e animale in decomposizione. Questo sembrerebbe precludere la possibilità di realizzare un’agricoltura marziana. Ma i ricercatori hanno dimostrato per la prima volta che è possibile formare la materia organica del suolo con i soli microrganismi, senza bisogno di piante in decomposizione. I microbi stessi, i loro tessuti e le loro escrezioni possono sintetizzare il suolo.
Delgado si rese conto che i perclorati potevano essere il catalizzatore iniziale, l’elemento su cui i microbi potevano prosperare e scomporre. Alla fine il processo potrebbe rendere la regolite marziana pronta per la semina.
Per esplorare l’idea ha richiesto una sovvenzione Emerging Frontiers in Research and Innovation alla National Science Foundation. La NASA ha riconosciuto le implicazioni della sua proposta e ha cofinanziato la sovvenzione; il progetto ha ricevuto 1,9 milioni di dollari in totale nel 2022. Il progetto è stato concepito come uno sforzo pluriennale e multiistituzionale, con Delgado come ricercatore principale. Il piano prevedeva che l’ASU, l’istituzione principale, esplorasse l’uso di microbi per ridurre la concentrazione di perclorati in un terreno simile a Marte. L’Università dell’Arizona a Tucson avrebbe studiato la materia organica del suolo formata da questi microbi durante la decomposizione dei perclorati, mentre il Florida Institute of Technology a Melbourne, in Florida, avrebbe scoperto come far crescere le piante.
Test sulla sporcizia
Un problema nello studiare la regolite marziana è che semplicemente non ne abbiamo qui sulla Terra. L’intera campagna della NASA per l’esplorazione di Marte, durata 50 anni, è stata al servizio della caratterizzazione del Pianeta Rosso come possibile sito di vita. L’agenzia ha cercato a lungo di portare un campione incontaminato di regolite da Marte in una camera bianca sulla Terra per analizzarlo. Ma finora non è riuscita a sviluppare una missione credibile per farlo. In aprile, Bill Nelson, amministratore della NASA, ha sostanzialmente ammesso la sconfitta, chiedendo a istituti di ricerca esterni e al settore privato di presentare proposte su come realizzare un ritorno di campioni da Marte a prezzi accessibili.
Nel frattempo, gli scienziati devono accontentarsi di simulare la sporcizia marziana per studiare i modi per diminuire i livelli di perclorati, tra cui il calore, le radiazioni e i metodi microbici.
Il laboratorio di Delgado all’ASU comprende un incubatore e un microscopio confocale all’interno di una camera anaerobica costruita su misura, per analizzare i microrganismi sensibili all’ossigeno. Presso una postazione di ricerca allineata con vetreria sigillata di varie dimensioni, oltre a siringhe, pipette e altre attrezzature, mi presenta due dei suoi dottorandi: Alba Medina, che studia ingegneria ambientale, e Briana Paiz, che studia progettazione biologica. Entrambe sono le principali ricercatrici del progetto.
Sul tavolo ci sono bottiglie sigillate con soluzioni di vari colori, dal marrone al nero. Nelle soluzioni più trasparenti, sul fondo si trova un materiale rosso che assomiglia in modo sospetto alla terra di Marte. “Queste bottiglie sono chiamate microcosmi”, spiega Delgado. “Per mantenere l’integrità delle sostanze chimiche e della composizione, tutto ciò che deve essere inserito o tolto dalle bottiglie deve essere fatto con siringa e ago”.
Le bottiglie contengono sostanze nutritive, acqua (un requisito per la vita) e terra marziana artificiale. Non essendo disponibile la regolite marziana, Delgado utilizza un “analogo” chiamato MGS-1-Mars Global Simulant, con composizione chimica e minerale, proporzioni e proprietà fisiche studiate per corrispondere alle specifiche misurate dal rover Curiosity. Il simulante è prodotto da un’azienda chiamata Space Resource Technologies ed è pubblicamente disponibile. È possibile acquistarlo online.
“È la terra più costosa che tu abbia mai comprato”, dice Delgado con una risata. Dopo avermi passato un guanto di lattice per non sporcarmi le mani, mi offre un sacchetto. Sembra il tipo di sabbia che ci si aspetta di trovare nelle spiagge troppo costose da visitare. È molto fine, sembra e si sente come polvere di cacao.
Tutto ciò che i ricercatori devono aggiungere alle bottiglie del microcosmo sono i perclorati, che si presentano sotto forma di polvere bianca. Con questo, hanno Marte in un barattolo.
“Poi”, dice Paiz, “aggiungiamo i microbi”. Mi mostra i vari esperimenti. “Le bottiglie del microcosmo contengono Dechloromonas, mentre quelle sul retro sono in realtà colture pure di Haloferax denitrificans“, un batterio che prospera in ambienti salini. Il team sta anche sperimentando una miriade di microbi in comunità miste, ognuno dei quali interagisce con elementi e composti diversi, dando luogo a composizioni chimiche diverse nei rispettivi microcosmi. Ecco perché alcune bottiglie hanno il colore del cioccolato e altre quello del burro di arachidi.
“Hanno iniziato tutti con lo stesso colore”, dice Medina. “Il colore nero di questo è come una firma visiva che conferma l’attività dei microrganismi solfato-riduttori, per esempio”.
I batteri mangiano le cose che gli piacciono e ignorano quelle che non gli piacciono. Il gruppo di Delgado sta cercando le combinazioni ideali non solo per eliminare i perclorati, ma anche per farlo in modo efficiente. I perclorati presentano anche delle opportunità. Quando i microbi di Delgado decompongono questi composti, formano cloruro e ossigeno.
Gli astronauti potrebbero potenzialmente usarli per produrre una “fonte importante di ossigeno su Marte”, dice Delgado. “Forse la più grande fonte. Una delle cose a cui abbiamo pensato è come catturarlo”.
Non è necessario portare su Marte colture e ceppi microbici in vasche giganti. I microrganismi crescono in modo esponenziale. Con meno di un grammo di materiale – nemmeno il peso di una graffetta – uno scienziato su Marte potrebbe propagarlo all’infinito. Poche gocce in una provetta potrebbero teoricamente produrre interi frutteti.
Ma il sistema di trasporto microbico ideale sono gli astronauti stessi. I nostri corpi contengono già microbi mangiatori di perclorato nei nostri biomi intestinali. Il gruppo di Delgado svolge le sue ricerche sul perclorato utilizzando comunità microbiche provenienti da fanghi acquisiti da impianti di acque reflue. Quindi il personaggio di Matt Damon in The Martian era, in un certo senso, sulla strada giusta.
Ma anche se sono presenti i microbi adatti a scomporre i perclorati, ciò non significa che saranno in grado di fare il loro lavoro. “Queste comunità hanno già dei riduttori di perclorato, ma hanno anche amici e nemici”, spiega Delgado. Le migliaia di ceppi di batteri presenti nel nostro microbioma competono per i nutrienti, rendendoli inefficienti. Il trucco consiste nel trovare il modo di aiutare i microbi che mangiano le cose cattive e di ridurre la popolazione di microbi che si intromettono.
Per ora, la regolite viene preparata in lotti molto piccoli nel suo laboratorio. Una riduzione efficace del perclorato porta la concentrazione da circa cinque grammi per chilogrammo (lo 0,5% originale) a cinque o 20 microgrammi per chilogrammo, o meno. La letteratura esistente suggerisce che questo intervallo di concentrazione non inibisce la germinazione dei semi. A titolo di confronto, i terreni del deserto dell’Arizona hanno una concentrazione di fondo di perclorato che va da 0,3 a cinque microgrammi per chilogrammo. Nel deserto di Atacama, questa cifra può arrivare a 2.500 microgrammi per chilogrammo.
Ma la rimozione dei perclorati non è sufficiente per far prosperare le piante marziane. “Una volta eliminati i perclorati, rimane il problema di come convertire la regolite di Marte in suolo”, spiega Andrew Palmer, professore associato di biologia presso il Florida Institute of Technology e co-investigatore del progetto di Delgado.

MEREDITH MIOTKE | FOTO: NASA/JPL-CALTECH/MSSS
Palmer spiega che la regolite, con o senza perclorati, è un substrato inerte. Il suolo, in senso stretto, è un substrato su cui la biologia ha agito e agisce a sua volta. Ma nel simulatore di regolite – e un giorno, forse, nella regolite marziana vera e propria – l’attività microbica responsabile dell’eliminazione dei perclorati potrebbe anche essere in grado di trasformare i minerali e rilasciare altri nutrienti utili per le piante, come potassio e fosforo. Trovare il modo migliore per farlo è uno degli obiettivi del team di Delgado nello studio di diversi ceppi microbici e fanghi.
“Il processo biologico di rimozione dei perclorati non solo dovrebbe eliminarli, ma anche aiutarci a immettere altri nutrienti nel terreno”, spiega Palmer. “Stiamo cercando di inserire un ciclo ecologico nella regolite”.
I primi segnali sono promettenti, ma si tratta di un’impresa lunga anni. I ricercatori hanno ridotto i perclorati nei campioni di regolite. Hanno aumentato le concentrazioni di sostanze organiche nei campioni. Hanno modificato la struttura della regolite. Hanno coltivato piante al suo interno. Il loro obiettivo è fare tutte queste cose contemporaneamente. “L’intera sovvenzione, l’intero processo con tutti i soggetti coinvolti, sta trasformando la regolite con perclorati in un terreno adatto alla crescita delle piante”, dice Palmer, “e questo è molto potente”.
Se tutto va bene, il simulante della regolite dovrebbe avere una concentrazione di carbonio organico totale da due a cinque volte superiore a quella iniziale, grazie ai residui organici formati dai microbi. In definitiva, dovrebbe anche avere una migliore capacità di trattenere l’acqua, poiché i carboni organici modificano le proprietà fisiche della regolite, altrimenti simile all’argilla, rendendola meno densA e più vantaggiosa per le piante e i loro sistemi radicali.
Una volta che la regolite è pronta e gli scienziati sono soddisfatti, il materiale marziano simulato viene inviato al laboratorio di Palmer in Florida per vedere cosa potrebbe crescere.
Pomodori e quinoa
Palmer ammette che non era particolarmente interessato al problema della coltivazione di piante su Marte quando i rappresentanti della NASA lo contattarono per la prima volta sette anni fa. Il lavoro gli sembrava noioso: “Le piante crescono in una pellicola di terra”, ha scherzato.
Tuttavia, più parlavano e più gli scienziati della NASA spiegavano le sfide del lavoro con i simulanti di Marte e problemi come quello del perclorato, più la sua curiosità si faceva strada. Come avremmo fatto a fornire una quantità sufficiente di cibo lì? Insieme ai suoi ricercatori del Palmer Lab of Chemical Ecology and Astrobiology della Florida Tech ha iniziato a coltivare piante, funghi e batteri in simulanti di regolite lunare e marziana, studiando come rimodellare la regolite in un terreno adatto alla crescita delle piante.
“Marte è lontano da sei a nove mesi. Se si perde una fonte di cibo, si potrebbe non essere in grado di sopravvivere all’attesa di una missione di rifornimento”.
Andrew Palmer, professore associato di biologia presso il Florida Institute of Technology
Oltre alle incubatrici, utilizzano una stanza che hanno soprannominato “la casa rossa”, un ambiente semi-controllato.
“È una stanza gigantesca, con illuminazione artificiale e controlli ambientali artificiali, e le piante che coltiviamo lì dentro non hanno mai visto la luce del giorno, come pensiamo che sarebbe la situazione fuori dalla Terra”. Le piante coltivate su Marte, che non ha un’atmosfera significativa ed è più freddo dell’Antartide, verrebbero coltivate in ambienti chiusi e controllati con illuminazione artificiale.
Le piante vengono coltivate e ricresciute in simulatori di Marte, in modo che Palmer e il suo team possano farsi un’idea di come si evolve la regolite semplicemente dal processo di crescita nel tempo. Attualmente i ricercatori coltivano lattuga romana, peperoni, pomodori e trifoglio “abbastanza regolarmente” in simulanti marziani disponibili in commercio. Questo semestre hanno iniziato a sperimentare anche arachidi e quinoa.
Poiché il progetto è ancora nelle fasi iniziali, non hanno risultati da condividere relativi al materiale preliminare ricevuto dall’Arizona. A questo proposito, stanno attualmente conducendo saggi di germinazione.
“Stiamo ancora cercando di capire come si comporta il simulante dal punto di vista fisico, perché quando si aggiunge l’acqua, può accumularsi – diventare molto solido e denso – e questo può soffocare le radici. È un problema davvero impegnativo”, spiega.
Una delle cose che hanno scoperto è che, con il passare del tempo, la coltivazione di piante nel simulante di Marte rende la sua consistenza più “soffice”. Palmer intende utilizzare la microscopia elettronica per studiare i campioni provenienti dal laboratorio di Delgado. “I grani di regolite sono in realtà piuttosto frastagliati”, mi dice. Questo vale sia per la regolite marziana che per quella lunare. “Dopo che le cose crescono al suo interno per un po’ di tempo, di solito i batteri rendono le particelle più arrotondate”. Questo perché la crescita dei microrganismi nella regolite spesso provoca la deposizione di biofilm e altri composti organici, nonché l’incisione o la corrosione delle superfici dei grani. Tutto ciò è vantaggioso per la crescita delle piante.
Palmer ritiene che la sicurezza alimentare sia fondamentale per una missione su Marte e le ricerche condotte finora dal progetto lo lasciano ottimista.
“Marte è lontano da sei a nove mesi. Se si perde una fonte di cibo, si potrebbe non essere in grado di sopravvivere all’attesa di una missione di rifornimento”. La soluzione è la diversità. Dovrebbero esserci razioni di cibo congelato. Alcune cose dovrebbero essere coltivate in modo idroponico. Alcune cose dovrebbero essere coltivate nella regolite. Se un sistema si guasta, ci sono gli altri che aiutano a ripartire. È solo una buona pratica di sicurezza, dice, ma soprattutto, se vogliamo davvero fare di Marte una casa, dobbiamo usare le competenze che ci rendono speciali. L’agricoltura deve essere sicuramente in cima alla lista.
“C’è qualcosa nel coltivare una terra che penso parli dell’essere umano”, dice Palmer. “Significa che si è padroni di quel luogo. Si ha il controllo su un luogo solo quando si ha il controllo sul terreno”.
David W. Brown è uno scrittore di New Orleans. Il suo prossimo libro, The Outside Cats, parla di una squadra di esploratori polari e delle sue spedizioni con loro in Antartide. Sarà pubblicato nel 2026 da Mariner Books.