Imaginen aterrizar en Marte y cultivar su almuerzo, no con suministros de la Tierra, sino utilizando el polvo, el aire y los microbios que ya se encuentran allí. Esta idea ha sonado durante mucho tiempo como ciencia ficción, principalmente porque a Marte le falta un ingrediente crítico: el suelo fértil. Su superficie polvorienta contiene minerales, pero no los nutrientes orgánicos que necesitan las plantas para crecer.
Ahora, investigadores en Alemania han encontrado una solución ingeniosa que implica transformar polvo similar al marciano y microbios resistentes en un sistema de fertilización funcional que puede producir plantas comestibles. Es un pequeño pero poderoso paso hacia la autosuficiencia de las misiones a Marte.
“Nuestros hallazgos avanzan en el desarrollo de la producción de fertilizantes in situ para la agricultura sostenible en Marte”, señalan los investigadores en su estudio.
Del polvo espacial a la biomasa viva
En el corazón del sistema propuesto se encuentran las cianobacterias, a menudo llamadas algas verdeazuladas. Estos microorganismos son lo suficientemente resistentes como para sobrevivir en entornos extremos. Más importante aún, pueden utilizar el dióxido de carbono, abundante en la atmósfera marciana, para crecer, al tiempo que producen oxígeno y extraen nutrientes del polvo rico en minerales.
Para demostrar cómo podría funcionar esta idea, los investigadores recrearon las condiciones marcianas utilizando un simulante de regolito llamado MGS-1, que imita la composición del suelo marciano. Cultivaron cianobacterias utilizando este polvo artificial junto con dióxido de carbono, permitiendo que los microbios acumularan biomasa utilizando únicamente recursos que podrían existir de forma realista en Marte.
Una vez que se cultivó suficiente cianobacteria, el siguiente desafío fue convertirla en algo que las plantas pudieran usar. El equipo logró esto a través de la fermentación anaeróbica, un proceso en el que los microbios descomponen la materia orgánica sin oxígeno, liberando nutrientes en el sistema.
Ajustaron cuidadosamente este paso. Calentar la biomasa previamente ayudó a que se descompusiera más rápido y mantener el sistema a unos 35 °C produjo los mejores resultados. Los investigadores también calcularon el equilibrio adecuado entre la biomasa de cianobacterias y la producción de amoníaco, asegurando que el producto final tuviera suficiente de este nutriente clave para el crecimiento de las plantas.
El fertilizante resultante se probó luego en lenteja de agua (Lemna sp.), una planta acuática de rápido crecimiento rica en proteínas y ya consumida en algunas partes del mundo. El resultado fue impresionante: solo un gramo de cianobacteria seca generó suficientes nutrientes para cultivar 27 gramos de masa vegetal fresca y comestible.
“A pesar de los desafíos, el digestato permitió altos rendimientos de biomasa de Lemna sp. De 27 g de masa húmeda por gramo de masa seca de cianobacterias, lo que demuestra su potencial como fertilizante hidropónico”, agregaron los autores del estudio.
Además, como beneficio adicional, el proceso de fermentación produjo metano, un gas rico en energía que podría capturarse y utilizarse como combustible, agregando otra capa de utilidad al sistema.
Un plan para vivir fuera del mundo
Esta investigación apunta hacia un futuro en el que los astronautas podrían depender mucho menos de la Tierra. Al combinar microbios, polvo local y procesos biológicos simples, podría ser posible crear sistemas de ciclo cerrado que produzcan alimentos, oxígeno e incluso energía en Marte.
“Puede imaginar un huerto en Marte que funcione completamente con recursos locales, sin traer suelo, fertilizantes ni agua. Esta autosuficiencia es importante para que los futuros asentamientos marcianos sean lo más sostenibles posible”, dijo Tiago Ramalho, investigador principal y estudiante de doctorado en la Universidad de Bremen.
Sin embargo, el trabajo no está completo. Estos experimentos se llevaron a cabo en condiciones controladas en la Tierra, no en las duras realidades de Marte, donde la radiación, la baja gravedad y las temperaturas extremas podrían afectar el sistema.
A continuación, los investigadores tienen como objetivo probar e integrar este sistema con otras tecnologías de soporte vital, acercándose a un hábitat totalmente autosuficiente. Si funciona, el mismo enfoque también podría utilizarse para la agricultura sostenible en la Tierra, especialmente en regiones donde la calidad del suelo es deficiente.
El estudio se publicó en la revista Chemical Engineering Journal.
