La comida de los astronautas y qué hacer con sus residuos serán unos de los principales problemas que encontrará una futura misión espacial a Marte. Un viaje tripulado de tres años al planeta rojo debería cargar con 30 toneladas de comida deshidratada y agua para sustentarlos, un peso inviable si además tiene que trasladarse el equipo para llevar a cabo la misión.
Para superar este obstáculo, la Agencia Espacial Europea (ESA por sus siglas en inglés) lanzó hace 28 años el proyecto MELiSSA , acrónimo en inglés de Sistema Alternativo Micro-Ecológico de Soporte a la Vida. Trece equipos europeos trabajan en él para idear un ecosistema circular que pueda sustentar a los astronautas en misiones espaciales de larga duración. El objetivo es que los residuos que generen los astronautas sean reconvertidos en agua y alimento que puedan consumir, sin más aporte externo que una fuente de energía.
Francesc Gòdia, catedrático de la Universistat Autònoma de Barcelona (UAB), dirige la planta piloto de MELiSSA en Cerdanyola del Vallès. Su labor consiste en poner a prueba los componentes de los ecosistemas ideados en el proyecto.
Esta semana, Gòdia ha liderado el encuentro B·Debate sobre biotecnología industrial, organizado en Barcelona por Biocat y la Obra Social ‘la Caixa’. Big Vang ha aprovechado la ocasión para preguntarle acerca del proyecto MELiSSA.
¿Qué organismos habrá en los ecosistemas de MELiSSA?
Utilizaremos bacterias, tanto para degradar los residuos y biotransformarlos, como para hacer la fotosíntesis y generar oxígeno. Y también plantas superiores.
¿Esas plantas son lo que comerán los astronautas?
Sí, distintos tipos de vegetales y también cianobacterias, que son las bacterias fotosintéticas. Hemos elegido precisamente una especie comestible, Arthrospyra platensis. El nombre común es espirulina, y ya se utiliza para complementos alimentarios aquí en la Tierra.
¿Y qué vegetales comerán?
En una parte anterior del proyecto se escogió un grupo de 23 plantas diferentes, que conforman una dieta equilibrada, en base a criterios nutricionales y psicológicos. En la planta piloto cultivamos tres: de momento sobre todo lechuga, y más adelante también trigo y remolacha.
¿Por qué esas tres?
Cubren toda la gama de productos con los que nos encontraremos. Por ejemplo, una lechuga te la puedes comer casi entera y sin procesar. En cambio, una parte del trigo es incomestible y se tiene que reciclar. Además, para comerlo se tiene que hacer harina.
¿Los astronautas podrán tener una dieta equilibrada a base de sólo esos 23 vegetales y la espirulina?
En principio sí. Pero siempre habrá un componente más personal, de gustos. Supongo que los astronautas podrán llevarse algo de comida preparada de la Tierra.
¿Se contempla añadir animales al ecosistema más adelante?
A corto plazo no se está planeando. Ya tenemos suficiente trabajo como para además añadir animales al ciclo.
¿Cómo se aprovecharán los residuos que generen los astronautas?
El primer residuo es el dióxido de carbono (CO2), y la fotosíntesis lo convierte en oxígeno para respirar. A partir de la orina, mediante nitrificación, se producirán nitratos para fertilizar las plantas. El resto, el alimento que no coman, las partes incomestibles de las plantas o el papel se degradarán a moléculas más pequeñas que al final se podrán enviar a los reactores de nitrificación y fotosíntesis.
¿El agua también se reciclará?
Sí. De hecho, en la Estación Espacial Internacional ya se puede reciclar, con sistemas de filtración.
¿A qué tipo de misiones espaciales podrá dar soporte MELiSSA?
Idealmente es para bases planetarias, por ejemplo en Marte o en la Luna. Como están muy lejos de la Tierra, no se puede estar continuamente llevando suministros y devolviendo los residuos. El sistema debe ser más autosostenible, sin tanta necesidad de apoyo desde la Tierra. Aunque será inevitable enviar alguna misión con agua de refresco o alimentos que no se puedan producir allí.
¿En qué punto se encuentra ahora mismo el proyecto?
Cuando se desarrollan proyectos para el espacio, utilizamos un sistema de puntuación del 1 al 9 para definir cómo de avanzada está la tecnología; el 9 significa que el proyecto está totalmente desarrollado. En estos momentos, MELiSSA está en el 3. La pregunta que se hace este proyecto es enorme.
¿Cuándo llegará al nivel 9?
Es muy difícil de decir. Depende de los recursos que se inviertan, del consorcio de la posición de la ESA... Pero puede que en diez años.
¿Qué resultados tienen ya?
Tenemos los diferentes biorreactores operando de forma individual en la plata piloto de la Autónoma, y estamos empezando a conectarlos. Ya hemos conectado a nuestra tripulación, una colonia de ratas, con el reactor de las cianobacterias. Las ratas simulan la respiración de los astronautas: consumen oxígeno y generan CO2. Las cianobacterias reciclan el CO2 en oxígeno para que puedan respirar.
En la planta piloto de la UAB se ponen a prueba las distintas partes del ecosistema
¿Cuánto tiempo estuvo la tripulación en el reactor?
Normalmente recambiamos las ratas cada seis semanas
¿Cuál será el próximo paso?
Ahora conectaremos el reactor de nitrificación con el de las cianobacterias, y luego los conectaremos a la tripulación de ratas. Y después añadiremos las plantas. Cada vez aumentamos el grado de complejidad del sistema, que controlamos con modelos matemáticos por ordenador.
¿Cuál es el punto que es más difícil que funcione de todo el ecosistema?
Seguramente lo más difícil es que funcione todo en conjunto.
¿Los ecosistemas de MELiSSA pueden tener aplicaciones en la Tierra?
Sí, y también las diferentes tecnologías por separado. Por ejemplo, en sistemas con recursos reducidos, como cuando hay escasez de agua. Si no hay suficiente para cultivar, pueden aplicarse cultivos hidropónicos: en vez de tener las plantas en tierra, se sumergen en agua, en un circuito cerrado. Ésta les aporta los nutrientes que necesitan y luego se recicla. Es un sistema mucho más controlado y permite optimizar el cultivo de las plantas. En esta clase de sistemas se quiere dar valor a la biotecnología circular.
¿Qué es la biotecnología circular?
Precisamente es un concepto que hemos tratado en el B•Debate. MELiSSA es un proyecto circular; se trata de intentar que los residuos que se generan en una función se puedan reutilizar como recurso para otra.