La idea de cultivar garbanzos en la Luna no es algo nuevo, pero ahora está más cerca de hacerse realidad. Un equipo de investigadores ha logrado algo que hasta hace pocos años parecía imposible, producir garbanzos en un material que imita el polvo lunar, un avance que marca un gran hito en la investigación científica, abriendo la puerta a un futuro en el que los astronautas podrían producir parte de sus propios alimentos fuera de la Tierra. Con ello, se reduciría la dependencia de las misiones espaciales de suministro, al contar con la posibilidad de desarrollar una auténtica agricultura espacial.
El experimento ha sido desarrollado por investigadores de la Universidad Texas A&M y la Universidad de Texas en Austin, que trabajaron con un simulante de regolito lunar, material que imita la composición química, mineralógica y física del regolito de la Luna, es decir, el polvo y los fragmentos de roca que cubren su superficie. Este regolito no es suelo en el sentido tradicional que conocemos en la Tierra, ya que carece de materia orgánica, de microorganismos y de una estructura capaz de retener el agua y los nutrientes, siendo, en esencia, roca pulverizada formada durante millones de años por el impacto de los meteoritos.
A pesar de estas condiciones extremas, los científicos han logrado cultivar garbanzos en mezclas que contenían hasta un 75 % de un simulado de regolito lunar, lo que demuestra que con las estrategias biológicas adecuadas, algunos cultivos pueden crecer incluso en entornos tan complicados como los extraterrestres. Se trata de un logro que supone un avance significativo dentro de la investigación de la agricultura espacial, campo que trata de desarrollar sistemas de producción alimentaria para misiones espaciales de larga duración.
Uno de los principales problemas del regolito lunar es que no cuenta con los elementos biológicos que permiten que el suelo funcione como un ecosistema vivo. En nuestro planeta los suelos contienen bacterias, hongos, materia orgánica y otros organismos que transforman los minerales en nutrientes que utilizan las plantas. En la Luna, no hay ninguno de estos componentes, a esto hay que añadir que el regolito tiene otras dificultades importantes, como las partículas muy angulosas (fragmentos de material sólido con bordes y aristas pronunciadas) que dificultan la retención del agua, además de la presencia de metales potencialmente tóxicos.
A fin de superar estas limitaciones, el equipo de investigadores diseñó un sistema basado en tres elementos clave, los garbanzos, el vermicompost y los hongos micorrízicos arbusculares. El vermicompost es un fertilizante orgánico producido por las lombrices a partir de residuos orgánicos, que es rico en nutrientes y microorganismos beneficiosos para los cultivos. Se trata de un material que además de aportar nutrientes, mejora la estructura del sustrato y la capacidad para retener el agua.
Los hongos micorrízicos tienen un papel aún más importante, se trata de organismos que establecen una relación simbiótica con las raíces de las plantas, ampliando su capacidad para absorber el agua y los minerales. Gracias a esta relación, las plantas pueden acceder a los nutrientes que de otro modo permanecerían atrapados en los minerales del regolito. Hay que añadir que estos hongos pueden ayudar a reducir la absorción de los metales pesados (cadmio, plomo, arsénico, etc.), atrapándolos en el entorno del suelo o integrándolos a su propio tejido.
Para el experimento se utilizó la variedad de garbanzo conocida como Myles, seleccionada por los expertos por su tamaño compacto y su gran resistencia al estrés ambiental. Estas características la convierten en una opción especialmente adecuada para entornos con espacio limitado, como los invernaderos que podrían instalarse en futuras bases lunares. Los investigadores cultivaron las plantas utilizando diferentes mezclas de regolito lunar simulado y vermicompost. Cuando los garbanzos se sembraron en presencia de hongos micorrízicos, las plantas lograron crecer y producir nuevas semillas en mezclas que contenían hasta un 75 % de regolito, sin embargo, cuanto mayor era la proporción de regolito, mayor era el estrés para las plantas. En concentraciones del 100 % de regolito las plantas no llegaron a producir garbanzos, pero hay que destacar que los hongos consiguieron prolongar su supervivencia durante más tiempo.
Otro resultado interesante fue que aunque el número total de semillas disminuía a medida que aumentaba la proporción de regolito, el tamaño de las semillas producidas se mantenía prácticamente igual que en las plantas que se cultivan en un suelo normal, lo que sugiere que incluso en condiciones muy adversas, las plantas de esta variedad de garbanzos pueden mantener cierta calidad en su producción si cuentan con el apoyo biológico adecuado.
El regreso a la Luna impulsa la agricultura espacial
Este tipo de avances adquiere todavía más importancia si se tiene en cuenta que varias agencias espaciales planean volver a la Luna en los próximos años. Como sabemos, el programa Artemis de la NASA tiene como objetivo establecer una presencia humana sostenida en la superficie lunar, para utilizarla como punto de partida para las futuras misiones a Marte.
La primera gran prueba del programa fue la misión Artemis I, que envió una nave sin tripulación alrededor de la Luna para probar los sistemas de la cápsula Orion y del cohete SLS. El siguiente paso a realizar es la misión Artemis II, que llevará astronautas en un vuelo alrededor de la Luna, para comprobar el funcionamiento de los sistemas con tripulación a bordo. Posteriormente, misiones como Artemis IV tienen como cometido establecer infraestructuras permanentes en la órbita lunar y preparar el regreso de los astronautas a la superficie.
En este contexto la posibilidad de cultivar alimentos directamente en la Luna adquiere una importancia estratégica, ya que las futuras bases lunares necesitarán sistemas autosuficientes que sean capaces de producir parte de los alimentos que necesitarán los astronautas durante estancias prolongadas. Transportar toda la comida necesaria desde la Tierra sería extremadamente costoso y necesitaría una logística muy compleja, por lo que desarrollar agricultura en suelo lunar se considera una prioridad.
Experimentos previos con cultivos extraterrestres
La investigación sobre agricultura espacial no es algo nuevo y hemos hablado de ello en varias ocasiones. Desde hace años, diferentes equipos científicos han explorado la posibilidad de cultivar plantas en suelos simulados de otros planetas. Algunos estudios realizados con suelos que imitan las condiciones de Marte y de la Luna demostraron que ciertos cultivos como los rábanos, los tomates, los guisantes o el centeno, pueden crecer y ser potencialmente seguros para el consumo humano., de ello hablábamos en el post Seguridad y características nutricionales de los alimentos cultivados en Marte.
En esos experimentos citados en el post, los científicos también estudiaron si las plantas podían absorber metales pesados presentes en estos suelos. Elementos como el cadmio, el plomo o el arsénico pueden encontrarse en concentraciones elevadas en algunos simulantes de suelo marciano o suelo lunar, y aunque estos metales pesados no impiden necesariamente el crecimiento de las plantas, sí podrían representar un riesgo para la salud humana si se acumulan en los alimentos producidos. Por esta razón, una de las líneas de investigación actuales consiste en analizar la composición nutricional de los cultivos producidos en condiciones extraterrestres, para ello los científicos quieren comprobar si estos alimentos contienen los nutrientes necesarios y si su consumo sería seguro para los astronautas.
Otra línea de investigación relevante ha explorado la posibilidad de cultivar patatas en condiciones similares a las del planeta Marte. Los investigadores recrearon en laboratorio la presión atmosférica, la temperatura y la composición del aire del planeta rojo dentro de contenedores herméticos. Los resultados preliminares indicaban que las patatas pueden crecer en este ambiente si el suelo recibe los nutrientes adecuados, lo que reforzaba la idea de que la agricultura podría formar parte de futuras colonias espaciales.
Transformar el polvo lunar en suelo fértil
Todos estos avances apuntan a una conclusión, aunque los suelos extraterrestres son extremadamente hostiles para la vida vegetal, es posible transformarlos gradualmente para hacerlos viables mediante procesos biológicos. La inclusión de materia orgánica, microorganismos y hongos beneficiosos, puede convertir un material estéril en un sustrato capaz de mantener a las plantas.
Volviendo al regolito lunar, los investigadores también observaron que la actividad de los hongos micorrízicos mejoraba la estructura del sustrato, ya que las hifas de estos hongos (filamentos microscópicos que forman el cuerpo de los hongos) unen las partículas del suelo y forman agregados más estables, lo que facilita la retención del agua y los nutrientes. Por lo que con el tiempo, este proceso podría contribuir a crear algo más parecido a un suelo funcional para el cultivo.
Los expertos comentan que todavía quedan muchos desafíos por resolver, explicando que las plantas cultivadas en regolito tenían signos de estrés, como un crecimiento reducido, unas hojas amarillentas y una menor producción de semillas. Por otro lado, todavía es necesario estudiar si los cultivos acumulan metales potencialmente tóxicos y si su valor nutricional sería el adecuado para alimentar a los astronautas. Los próximos pasos de la investigación incluyen el análisis de la composición nutricional de los garbanzos y estudiar el comportamiento de las plantas a lo largo de varias generaciones. Si los cultivos logran adaptarse progresivamente al sustrato lunar, podría abrirse la posibilidad de establecer sistemas agrícolas autosuficientes en futuras bases espaciales.
Pero más allá de la utilidad para la exploración espacial, estos estudios también pueden tener aplicaciones importantes en nuestro planeta, ya que comprender cómo las plantas interactúan con los suelos pobres o contaminados, podría ayudar a desarrollar técnicas para restaurar terrenos degradados o limpiar los suelos afectados por los metales pesados. En definitiva, el éxito de cultivar garbanzos en la Luna, aunque sea en un entorno simulado, supone un paso significativo para la creación de ecosistemas agrícolas fuera de nuestro planeta, y si los científicos logran convertir el polvo lunar en un suelo fértil, la agricultura podría acompañar a la humanidad en las misiones espaciales y convertirse en una pieza clave de la exploración del futuro.
Podéis conocer más detalles de la noticia a través de este artículo publicado en la página de la Universidad Texas A&M, y en este estudio (Pdf) publicado en la revista científica Nature.
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