Já sabemos, por meio de nossos astronautas pioneiros, que plantas, flores e jardins frescos na Estação Espacial Internacional criam uma atmosfera bela e nos permitem levar um pedacinho da Terra conosco em nossas jornadas. Elas são boas para o nosso bem-estar psicológico na Terra e no espaço. Também serão essenciais para manter os astronautas saudáveis em missões de longa duração.
A falta de vitamina C foi o suficiente para causar escorbuto nos marinheiros, e deficiências vitamínicas podem causar uma série de outros problemas de saúde. Simplesmente levar alguns multivitamínicos não será suficiente para manter os astronautas saudáveis enquanto exploram o espaço profundo. Eles precisarão de produtos frescos.
Atualmente, na estação espacial, os astronautas recebem remessas regulares de uma grande variedade de refeições liofilizadas e pré-embaladas para cobrir suas necessidades alimentares – as missões de reabastecimento os mantêm sempre frescos. Quando as tripulações se aventuram em missões espaciais mais distantes, viajando por meses ou anos sem remessas de reabastecimento, as vitaminas na forma pré-embalada se decompõem com o tempo, o que representa um problema para a saúde dos astronautas.
A NASA está buscando maneiras de fornecer aos astronautas nutrientes de forma duradoura e de fácil absorção — frutas e vegetais frescos cultivados na hora. O desafio é como fazer isso em um ambiente fechado, sem luz solar ou gravidade terrestre.
Vegetariano
O Sistema de Produção de Vegetais, conhecido como Veggie, é uma horta espacial localizada na estação espacial. O objetivo do Veggie é ajudar a NASA a estudar o crescimento de plantas em microgravidade, ao mesmo tempo em que adiciona alimentos frescos à dieta dos astronautas e aumenta a felicidade e o bem-estar no laboratório orbital. A horta Veggie tem aproximadamente o tamanho de uma bagagem de mão e normalmente comporta seis plantas. Cada planta cresce em uma “almofada” preenchida com um substrato à base de argila e fertilizante. As almofadas são importantes para ajudar a distribuir água, nutrientes e ar em um equilíbrio saudável ao redor das raízes. Caso contrário, as raízes se afogariam na água ou seriam engolidas pelo ar devido à forma como os fluidos no espaço tendem a formar bolhas. Na ausência de gravidade, as plantas usam outros fatores ambientais, como a luz, para orientar e guiar o crescimento. Um conjunto de diodos emissores de luz (LEDs) acima das plantas produz um espectro de luz adequado ao seu crescimento. Como as plantas refletem muita luz verde e usam mais comprimentos de onda vermelho e azul, a câmara Veggie normalmente brilha em rosa magenta.
Até o momento, a Veggie cultivou com sucesso uma variedade de plantas, incluindo três tipos de alface, repolho chinês, mostarda mizuna, couve russa vermelha e flores de zínia. As flores foram especialmente populares com o astronauta Scott Kelly, que colheu um buquê e o fotografou flutuando na cúpula com a Terra ao fundo. Algumas das plantas foram colhidas e consumidas pelos membros da tripulação, com as amostras restantes devolvidas à Terra para serem analisadas. Uma preocupação era o crescimento de micróbios nocivos nos produtos. Até o momento, nenhuma contaminação prejudicial foi detectada, e o alimento tem sido seguro (e agradável) para a tripulação.
Nossa equipe no Centro Espacial Kennedy prevê plantar mais produtos agrícolas no futuro, como tomates e pimentões. Alimentos como frutas vermelhas, certos feijões e outros alimentos ricos em antioxidantes teriam o benefício adicional de fornecer alguma proteção contra a radiação espacial para os tripulantes que os consumirem.
Habitat de plantas avançado
O Advanced Plant Habitat (APH), assim como o Veggie, é uma câmara de crescimento em uma estação para pesquisa de plantas. Ele utiliza luzes de LED e um substrato de argila porosa com fertilizante de liberação controlada para fornecer água, nutrientes e oxigênio às raízes das plantas.
Mas, ao contrário do Veggie, ele é fechado e automatizado, com câmeras e mais de 180 sensores em contato interativo constante com uma equipe em solo em Kennedy, o que o torna prático e prático. A recuperação e distribuição de água, o conteúdo atmosférico, os níveis de umidade e a temperatura são todos automatizados. Possui luzes LED de cores mais variadas que o Veggie, com luzes vermelha, verde e azul, mas também branca, vermelha distante e até infravermelha, permitindo imagens noturnas.
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Quando uma colheita está pronta para estudos de pesquisa, a equipe coleta amostras das plantas, congela-as ou fixa-as quimicamente para preservá-las e as envia de volta à Terra para serem estudadas, para que os cientistas possam entender melhor como o espaço afetou seu crescimento e desenvolvimento.
O APH realizou seu primeiro teste na estação espacial na primavera de 2018, usando Arabidopsis thaliana (o “rato branco do mundo da pesquisa vegetal”) e trigo-anão. O vídeo em time-lapse foi um sucesso nas redes sociais da estação espacial em todo o mundo.
O Dr. Norman Lewis é o pesquisador principal do estudo do consórcio Arabidopsis Gravitational Response Omics ( Arabidopsis -GRO), que será o primeiro estudo a utilizar a APH. Ele e seus colaboradores estão especialmente interessados no que acontece com as plantas no espaço em nível de genes, proteínas e metabólitos, e quais mudanças ocorrem e por quê.
Uma questão-chave que eles querem responder é a relação entre a microgravidade e o teor de lignina nas plantas. As ligninas nas plantas têm funções cuja analogia mais próxima é a dos ossos nos humanos. Elas conferem estrutura e rigidez às plantas e os meios para se manterem eretas contra a gravidade. Já sabemos que o espaço causa perda óssea e muscular nos humanos porque as demandas físicas são menores no espaço. E quanto às ligninas?
Lewis e sua equipe também querem saber se plantas geneticamente modificadas para ter menos lignina podem sobreviver e funcionar normalmente no espaço. Isso poderia conferir diversas vantagens às plantas cultivadas no espaço, incluindo a melhor absorção de nutrientes quando consumidas pelos humanos e a facilidade de compostagem de resíduos vegetais. Lewis e sua equipe acreditam que essas informações científicas fundamentais orientarão nossas estratégias de exploração e colonização do espaço profundo. Lewis sabe que a ciência espacial já percorreu um longo caminho — e que as possibilidades no horizonte eram anteriormente o mundo da ficção!
*Trabalha na Área de Pesquisa de Produção de Alimentos Agrícolas da Instalação de Processamento da Estação Espacial, no Centro Espacial Kennedy da agência, na Flórida.
