La qualità, la quantità e gli abbinamenti del cibo con cui ci nutriamo sono un elemento determinante della qualità della vita nostra e delle persone con cui ci relazioniamo. L’ingresso della chimica di sintesi e del modello industriale nell’agricoltura e nella zootecnia ha portato a sfruttare le risorse della natura in modo estremo, con conseguenze spesso aberranti sul nostro metabolismo.
Si registrano anomalie e disagi che vanno da piccole disfunzioni a gravi patologie, spesso invalidanti e in molti casi letali! E’ un modello che non possiamo più sostenere per la sopravvivenza stessa del pianeta e dello stesso genere umano.
Sopravvivere nello Spazio: Sfide e Soluzioni Innovative
Per sopravvivere sulla Stazione spaziale internazionale (International Space Station o ISS), la roccaforte dell’esplorazione umana nello spazio, una persona necessita di più di 5,5 tonnellate di risorse vitali all’anno tra cibo, acqua, ossigeno e rifornimenti che vengono inviati periodicamente dalla Terra. Gli avanzati sistemi fisico-chimici a bordo della stazione non bastano, infatti, a rigenerare le risorse necessarie al sostentamento degli astronauti.
Come fare dunque nel caso di viaggi spaziali di lunga durata, come quelli che la NASA sta pianificando per l’esplorazione di Marte, che non possono fare affidamento sulla possibilità di ricevere costantemente risorse da un pianeta vicino?
Sistemi Biorigenerativi di Supporto alla Vita (BLSS)
Un ipotetico viaggio sul pianeta rosso non durerebbe meno di 500 giorni. Questo significa che sarebbero necessarie fino a 7,5 tonnellate di risorse vitali per la sopravvivenza di una singola persona, un bagaglio che oggi non sarebbe né tecnicamente né economicamente sostenibile.
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Per risolvere questo problema, la ricerca scientifica si è focalizzata sulla progettazione di sistemi in grado di replicare artificialmente l’ecosistema terrestre, che prendono il nome di Sistemi biorigenerativi di supporto alla vita nello spazio (Bioregenerative Life Support Systems o BLSS).
I BLSS sono infatti basati sull’interazione di tre categorie di organismi biologici: i produttori, come piante, cianobatterie alghe, i decompositori, principalmente batteri e i consumatori ovvero gli stessi cosmonauti. In questi ecosistemi artificiali, le piante purificano l’acqua attraverso la traspirazione, rigenerano l’aria attraverso la fotosintesi e producono cibo per il sostentamento dell’equipaggio anche utilizzando i loro stessi scarti organici, oltre a fornire un supporto psicologico indubbiamente rilevante in un ambiente estremo come lo spazio.
La realizzazione di questi sistemi e la loro implementazione futura, sia a bordo di piattaforme orbitanti e navicelle che all’interno delle colonie spaziali umane, è l’obiettivo del programma MELiSSA (Micro-Ecological Life Support System Alternative) dell’Agenzia spaziale europea, al quale stiamo lavorando con l’Università degli Studi di Napoli Federico II.
Tecnologie Innovative ed Esperimenti: Salad Machine e GreenCube
Per ciò che concerne le missioni spaziali di breve durata a bordo di piattaforme orbitanti, come la Stazione Spaziale Internazionale, vengono utilizzate piccole camera di crescita, le cosiddette salad machine, per coltivare ortaggi di dimensioni ridotte e a ciclo breve ma ricchi di micronutrienti e vitamine, quali appunto ortaggi da foglia come le insalate, che possono essere raccolti rapidamente nel giro di qualche settimana e consumati freschi dagli astronauti.
Per contrastare il problema dell’assenza di gravità (microgravità) in questi sistemi, si utilizzano substrati in grado di trattenere l’acqua per capillarità e metodi per la nutrizione idrica e nutritiva delle piante opportunamente studiati per funzionare in tali condizioni.
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L’Agenzia spaziale italiana (ASI) ha all’attivo un progetto focalizzato proprio sullo sviluppo di una salad machine per la coltivazione di micro-ortaggi (microgreens) in microgravità a bordo della ISS chiamato Microgreens x Microgravity al quale partecipano, oltre al Dipartimento di Agraria dell’Università Federico II di Napoli, anche l’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile - ENEA, il Consiglio nazionale delle ricerche e l’Università di Roma Tor Vergata .
Un progetto simile, ma focalizzato sulle grandi piante alla base dell’alimentazione umana come le patate, è quello coordinato dalla sede torinese della società aerospaziale franco-italiana Thales Alenia Space, con la quale il Dipartimento di Agraria dell’Università Federico II di Napoli sta collaborando alla messa a punto di un sistema modulare per la crescita di tuberi in condizioni di microgravità, le cui dimensioni dovranno essere maggiori rispetto a una salad machine.
Tornando ai piccoli ortaggi, è bene ricordare un altro progetto finanziato dall’ASI e coordinato dall’Università di Roma La Sapienza, del quale questi sono stati protagonisti: GreenCube. In questo caso, i ricercatori hanno realizzato una micro-coltivazione di crescione semi-automatizzata e l’hanno inserita all’interno di un microsatellite di dimensioni 30 x 10 x 10 centimetri, che è stato successivamente lanciato nello spazio a una distanza record di 6.000 chilometri dalla Terra.
Nel corso dell’esperimento, durato in totale ventuno giorni, gli scienziati hanno raccolto un’ampia mole di informazioni che, comparate con alcuni esperimenti svolti a Terra, porteranno in futuro a una conoscenza più approfondita della crescita delle piante in condizioni estreme.
Il Progetto ReBUS: Coltivare su Altri Pianeti
Molto affascinante è anche il discorso relativo alle basi che l’uomo in futuro potrà arrivare a costruire su altri pianeti e corpi celesti. In questi casi la forza di gravità, seppur ridotta, sarebbe comunque presente. Le piante, quindi, potrebbero essere coltivate utilizzando tecniche più “convenzionali”, come la coltivazione idroponica.
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In questi avamposti extra-terrestri, le colture dovranno essere non solo in grado di sostenere l’alimentazione umana, ma anche di rigenerare le principali risorse come aria e acqua. A questo scopo dovranno essere utilizzate colture alla base dell’alimentazione anche sulla Terra quali cereali (es. grano e riso), tuberi (es. patata e patata dolce) e leguminose (es. soia e pisello).
Un’altra interessante possibilità che è stata presa in considerazione dalla comunità scientifica è quella di utilizzare le risorse disponibili su un altro pianeta. Il progetto dell’ASI che si chiama ReBUS, coordinato dal Dipartimento di Agraria dell’Università Federico II di Napoli e al quale collaborano tantissime università, enti di ricerca e industriali italiani, ha come obiettivo la realizzazione di un sistema biorigenerativo per il supporto della vita umana basato, per quanto possibile, sull’utilizzo di risorse disponibili in situ su altri pianeti.
Per questo progetto, è stato preso come riferimento un BLSS basato su piante e cianobatteri estremofili come organismi produttori, mentre come decompositori vengono utilizzati batteri, alcuni microfunghi edibili e un insetto, la mosca soldato nera (Hermetia illucens) le cui larve sono commestibili e fonte di proteine. Invece di ricorrere a un normale terreno terrestre, sono stati inoltre utilizzati dei materiali (regoliti) che simulano i suoli lunari e marziani, progettati dalla NASA sulla base dei dati accumulati durante le missioni sui due corpi celesti.
Imparare a Coltivare nello Spazio per Coltivare Meglio sulla Terra
Per poter funzionare correttamente, tutte queste tecnologie hanno bisogno che le colture siano comunque in grado di resistere a condizioni estreme e generare un numero sufficiente di risorse. Per questo motivo, numerosi ricercatori in tutto il mondo si sono interessati sempre più allo studio delle piante e della loro resistenza in condizioni difficili.
Si tratta di un numero elevato di ricerche, che ha avuto anche ricadute sulla stessa agricoltura terrestre: da dispositivi innovativi come sensori per il controllo dell’irrigazione e purificatori per aria e acqua, all’utilizzo dei LED per l’illuminazione artificiale delle piante nelle colture protette fino al vertical farming.
Lo spazio è a tutti gli effetti un laboratorio, unico nel suo genere, che permette all’uomo di svolgere ricerche eccezionali che non sarebbero altrimenti possibili sulla Terra.
Sopravvivenza nel Deserto: Sfide e Strategie
Sopravvivere nel deserto è una sfida straordinaria che richiede non solo conoscenze specializzate ma anche una buona dose di determinazione e ingegnosità. In un ambiente così estremo, dove le risorse sono limitate e il clima può variare drasticamente, è fondamentale essere preparati e consapevoli delle tecniche e delle strategie necessarie per affrontare le sfide che il deserto presenta.
La resistenza nel deserto dipende da diversi fattori, tra cui le condizioni ambientali, l’idratazione, la disponibilità di cibo e le abilità di sopravvivenza della persona coinvolta. Nel deserto la disidratazione è una minaccia grave e immediata, e senza bere acqua, si potrebbe non superare neanche una giornata.
Per quanto riguarda il cibo, una persona può sopravvivere senza mangiare per un periodo di tempo variabile, teoricamente fino a un massimo di 3 settimane. Tuttavia, la mancanza di cibo può portare a debolezza e inedia, riducendo notevolmente la capacità di sopravvivenza nel deserto. Le abilità di sopravvivenza, come la capacità di reperire risorse alimentari e idriche, la costruzione di ripari e la navigazione nel deserto, giocano un ruolo fondamentale nella determinazione della durata della sopravvivenza.
In generale, la resistenza nel deserto è strettamente legata all’accesso all’acqua e alle competenze di sopravvivenza.
Resistere senza Acqua: Tecniche e Precauzioni
Resistere nel deserto senza acqua è una sfida estrema, ma con alcune precauzioni è possibile aumentare le probabilità di sopravvivenza:
- Limitate il consumo di cibo: Mangiare può accelerare la disidratazione, poiché il processo digestivo richiede acqua.
- Copritevi e proteggetevi dal sole: Indossate abiti leggeri e traspiranti per proteggervi dai raggi solari diretti. Un cappello a tesa larga è essenziale per coprire il viso e il collo.
- Camminate durante la notte: Se dovete spostarvi, fatelo preferibilmente di notte quando le temperature sono più fresche.
- Scoprite acqua da fonti improbabili: In alcune situazioni estreme, potreste cercare di scavare vicino alle radici di piante, anche se è una risorsa molto limitata. Questo può essere l’ultimo ricorso per trovare acqua.
- Mantenete la calma e conservate l’energia: La paura e il panico aumentano il consumo di acqua e possono portare a decisioni sconsiderate.
- Portate un kit di sopravvivenza: Prima di intraprendere qualsiasi viaggio nel deserto, assicuratevi di avere un kit di sopravvivenza con voi.
- Seguite i consigli dei professionisti: Se siete in viaggio nel deserto, soprattutto in zone remote, è importante avere un piano di sicurezza e condividere la vostra posizione con qualcuno.
I Tuareg: Maestri della Sopravvivenza nel Sahara
I Tuareg, popolazione nomade del Sahara che si trova in regioni come l’Algeria, la Libia, il Niger, il Mali e il Burkina Faso, hanno sviluppato una serie di adattamenti per sopravvivere nell’ambiente estremo del deserto:
- Nomadismo: Tradizionalmente, i Tuareg sono noti per il loro stile di vita nomade. Si spostano seguendo le rotte delle loro mandrie di cammelli, pecore e capre alla ricerca di pascoli e risorse idriche.
- Conoscenza del deserto: I Tuareg hanno una profonda conoscenza del deserto, inclusi i punti d’acqua e le rotte che conducono a oasi e pozzi.
- Alimentazione: La dieta tradizionale dei Tuareg è basata su cibi ad alta densità energetica, come il pane Taguella cotto sotto la cenere, carne di montone e latticini di capra, cammello o pecora.
- Tè alla menta: Il tè alla menta è una parte essenziale della cultura Tuareg. È consumato regolarmente e ha proprietà benefiche nel contesto del deserto. La menta rallenta la frequenza cardiaca e l’attività del sistema nervoso centrale, aiutando a conservare l’acqua nel corpo.
- Mestieri artigianali: Quando le condizioni climatiche rendono difficile la vita nomade o le mandrie subiscono le conseguenze della siccità, molti Tuareg si stabiliscono nelle città vicine al deserto.
La sopravvivenza dei Tuareg nel deserto è il risultato di una profonda comprensione dell’ambiente desertico, di tradizioni alimentari adatte alle sfide del deserto e di un forte legame con la loro cultura e il loro stile di vita nomade.
Attraversare il Deserto con un Veicolo: Preparazione e Mezzi Adeguati
Per attraversare un deserto con successo, è essenziale avere un mezzo di trasporto adeguato e resistente alle condizioni estreme:
- Veicoli fuoristrada: Per attraversare un deserto, è necessario un veicolo fuoristrada robusto e adatto alle dure condizioni del terreno desertico.
- Veicoli 4×4: I veicoli con trazione integrale, noti come 4×4, sono spesso la scelta ideale per attraversare deserti.
- Veicoli con una buona autonomia: Attraversare un deserto richiede spesso lunghi tratti di guida senza accesso a stazioni di servizio.
Prima di intraprendere un viaggio nel deserto, è fondamentale essere ben preparati e avere una conoscenza delle condizioni del deserto, delle rotte e delle risorse disponibili lungo il percorso.
La Fame Nascosta: Una Sfida Globale
La fame nel mondo, quella sulla bocca di tutti, è in calo. Ma esiste un’altra fame definita “nascosta” che riguarda due miliardi di persone in tutto il mondo. Non è la fame per sopravvivenza, ma è quella che determina il rendimento (scarso) e la produttività (bassa) di una persona.
La fame nascosta è un aspetto che coinvolge miliardi di persone in tutto il mondo, anche nei paesi industrializzati, ed è dovuta alla carenza di micronutrienti come iodio, ferro, vitamina A e zinco. “Anche una persona obesa o in sovrappeso può soffrirne perché non è la quantità di cibo a fare la differenza ma la qualità, la mancanza di una dieta variata” ha detto Catherine Leclerq, nutrizionista dell’Organizzazione delle Nazioni Unite per l’alimentazione e l’agricoltura (Fao).
Unica eccezione: lo iodio, la cui mancanza è dovuta a un suo livello basso nei terreni.
L'Orto "Marziano": Prepararsi al Futuro
L'orto “marziano” per la missione internazionale Amadee-18 vedrà 5 astronauti impegnati per quattro settimane a febbraio in Oman a preparare future missioni su Marte. Il prototipo di “orto marziano” è stato ufficialmente consegnato all’Austrian Space Forum (OeWF), coordinatore della missione Amadee-18, alla quale collaborano l’Organizzazione Astronomica dell’Oman ed altre organizzazioni internazionali di ricerca nel campo dell’ingegneria aerospaziale e dell’esplorazione spaziale umana.
“Si tratta di temi cruciali per le missioni finalizzate all’esplorazione umana e con un enorme potenziale di trasferimento a terra delle conoscenze per la risoluzione di problematiche quali la sostenibilità ambientale e l’efficienza energetica”, ha sottolineato Gabriele Mascetti, responsabile dell’Unità Volo Umano e Microgravità dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI).
“Questo nostro impegno nel settore di ricerca sui sistemi biorigenerativi di supporto alla vita ci fornirà informazioni utili nel nostro percorso verso la realizzazione di missioni di esplorazione umana sul pianeta Marte.
“Il sistema di coltivazione idroponica che abbiamo messo a punto è del tipo ‘per allagamento’, in cui è presente un grande vassoio con un substrato inerte posto in modo che le piante possano ricevere luce e nutrimento a intervalli regolari modulati da sensori ad hoc che lavorano in tempo reale”, sottolinea Eugenio Benvenuto, responsabile Laboratorio Biotecnologie dell’ENEA.
“Grazie all’ausilio di strumentazione all’avanguardia e di microcamere puntate sulle piante per tutto il periodo di missione, sia gli astronauti che tecnici e ricercatori dal nostro laboratorio in Casaccia, potranno monitorare quotidianamente consumi energetici e parametri di fisiologia vegetale dell’orto marziano, con l’obiettivo di dimostrare la produttività dell’ecosistema nelle condizioni estreme previste nella missione di simulazione.
“Grazie all’esperienza maturata svolgendo esperimenti scientifici in ambienti estremi e ostili e alla necessità di sistemi di sopravvivenza sia degli umani che della strumentazione, forniremo il contributo necessario all’installazione dei sistemi di coltivazione idroponica”, sottolineano Cavaliere e Potenza del Dipartimento di Fisica dell’Università di Milano, impegnati da anni a realizzare esperimenti in Antartide, sulle Alpi e nello Spazio.
“Questo è il naturale proseguimento dello sviluppo di moduli abitativi resistenti fino a -80°C, venti oltre i 100 km/h, che porterà allo sviluppo di serre gonfiabili dotate di una rete di sensoristica avanzata per tutti i parametri indispensabili alla vita umana e vegetale su Marte”.
Giunta alla 12a edizione, la missione Amadee-18 punta a studiare e validare gli equipaggiamenti che potranno essere impiegati in future missioni umane su Marte, fornire piattaforme per tecniche di geofisica e per l’identificazione di tracce di vita, nonché valutare la mobilità di rover su un terreno analogo a quello marziano in una condizione di supporto del team da remoto.
Nell’ambito della missione si condurranno 19 esperimenti proposti da istituzioni provenienti dal tutto il mondo sui temi delle geoscienze, robotica, ingegneria, con progetti su hardware, software e realtà virtuale, operazioni di superficie planetaria, fattori umani, con esperimenti su scienze sociali e umanistiche, e scienze della vita, tra cui astrobiologia.
Il deserto del Dhofar - che si trova nell’omonimo governatorato, il più grande del Sultanato dell’Oman - è stato scelto come sito per la missione per alcune caratteristiche che lo rendono “somigliante” al Pianeta rosso, come ad esempio, le strutture sedimentarie risalenti al Paleocene e all’Eocene, le cupole saline del South Oman Salt Basin e le antiche aiuole fluviali, le superfici sabbiose e rocciose con grande variabilità nell’inclinazione.
Tabella riassuntiva dei punti chiave per la sopravvivenza in ambienti estremi
| Ambiente | Risorse Critiche | Strategie di Sopravvivenza | Tecnologie/Adattamenti |
|---|---|---|---|
| Spazio | Cibo, acqua, aria, supporto psicologico | Sistemi biorigenerativi, riciclo risorse, coltivazione in microgravità | BLSS, salad machine, GreenCube, coltivazione idroponica |
| Deserto | Acqua, cibo, protezione dal clima | Conservazione acqua, ricerca fonti alternative, nomadismo (Tuareg) | Conoscenza del territorio, abbigliamento protettivo, veicoli 4x4 |
| Globale (Fame Nascosta) | Micronutrienti (iodio, ferro, vitamina A, zinco) | Dieta variata e di qualità, politiche alimentari | Fortificazione alimenti, educazione nutrizionale |
| Marte (Simulazione) | Sistemi di supporto vitale, coltivazione cibo | Coltivazione idroponica, monitoraggio parametri ambientali | Orto "marziano", serre gonfiabili con sensori avanzati |
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