Marte: cibo sul pianeta rosso

Per creare la nostra colonia su Marte, una volta risolto il problema di procurarsi acqua, energia e ossigeno, rimane quello di fornire ai nuovi colonizzatori qualcosa da mangiare.

Inizialmente è possibile portarsi dietro del cibo surgelato, liofilizzato e a lunga conservazione dalla Terra, ma a lungo andare sarà necessario produrlo direttamente sul pianeta rosso.

Tale cibo deve essere in grado di fornire i nutrienti essenziali per la salute umana nelle proporzioni corrette, deve essere nella quantità necessaria per il numero e la tipologia di persone da sfamare, infine deve fornire un’esperienza di alimentazione varia e piacevole, poiché ciò ha effetto sul benessere psicologico dei colonizzatori.

Le principali categorie di nutrienti sono i carboidrati, le proteine e i lipidi, che inoltre forniscono l’energia che alimenta il corpo umano. A questi si aggiungono alcuni minerali e le vitamine che, pur non producendo energia, sono essenziali per il normale funzionamento del nostro corpo. Un’alimentazione varia ci permette di assumere tutto ciò di cui abbiamo bisogno senza porci troppi problemi, ma su Marte, dove possiamo contare su delle risorse limitate, dobbiamo trovare il modo per sfruttarle al meglio in modo da produrre il cibo che ci consenta di avere una dieta corretta.

C’è inoltre da considerare la quantità di cibo. Per misurare l’energia di cui abbiamo bisogno per il metabolismo del nostro corpo usiamo le chilocalorie (kcal). Una chilocaloria (1 kcal) corrisponde all’energia necessaria per far aumentare la temperatura un chilogrammo di acqua di un grado Celsius.

I carboidrati e le proteine contengono circa quattro chilocalorie per grammo (4 kcal/g), mentre i lipidi ne contengono circa nove (9 kcal/g). I cibi però sono spesso composti da più di una tipologia di queste sostanze, inoltre c’è da considerare che ci sono alcune di esse, come la cellulosa (che è un carboidrato), che non sono digeribili dagli esseri umani e altre, come gli alcoli, che vanno incontro a un processo metabolico diverso che produce meno energia.

Sulle base di queste osservazioni, sono stati individuati i cibi più adatti per la produzione su Marte. È ovvio che si tratta principalmente di organismi autotrofi (come le piante), perché allevare degli animali sarebbe troppo complicato e dispendioso, soprattutto all’inizio del processo di colonizzazione.

Tra le piante più adeguate a questo scopo ci sono le patate, perché hanno un elevato contenuto di energia (escludendo la cellulosa, contengono circa 1 kcal per grammo), una buona quantità di fibre (appunto la cellulosa), che anche se non vengono digerite sono essenziali per il corretto funzionamento dell’intestino, e importanti nutrienti come la vitamina C, la vitamina B6, il potassio e altri minerali.

Anche la lattuga può essere un cibo adatto per la vita su Marte. Anche se contiene poca energia, fornisce importanti nutrienti e la sua consistenza ha effetti benefici dal punto di vista psicologico sulle persone.

Un ottimo alimento è rappresentato anche da alcuni cianobatteri (detti anche alghe azzurre), tra cui la spirulina. Si tratta in realtà di un microrganismo procariote (cioè un organismo unicellulare che non possiede un nucleo ben definito) che possiamo vedere a occhi nudo solo quando è aggregato sotto forma di colonia e quindi in quantità tali da poter essere mangiato. Un grammo di spirulina contiene circa 2,90 kcal. Trattandosi di una forma di vita molto semplice, è altrettanto semplice favorirne la riproduzione e quindi produrla anche su Marte.

Questi alimenti rappresentano solo un punto di partenza, in quanto hanno un’ottima resa con uno sforzo contenuto. Con lo sviluppo della colonia sarà necessario ampliare la scelta di alimenti, anche se perlopiù saranno di tipo vegetale. In realtà, potrebbero essere introdotti anche degli animali, nello specifico degli insetti (come il grillo, già usati a scopo alimentare). Sarebbe ancora meglio se si trattasse di impollinatori. Questi ultimi avrebbero il doppio scopo di impollinare la piante, favorendone la riproduzione, e di fungere da alimento per i colonizzatori.

Okay, abbiamo individuato le piante da coltivare, ma di cosa hanno bisogno per crescere?

Come dicevo, sono organismi autotrofi, quindi hanno bisogno essenzialmente di acqua, anidride carbonica, alcuni minerali e luce. Le prime due e l’ultima le abbiamo.

In realtà, il fatto che su Marte c’è la luce del Sole non significa che possiamo coltivare le piante all’aperto. L’ambiente è ostile a qualsiasi forma di vita. Le radiazioni, laddove non uccidessero la pianta, provocherebbero mutazioni in grado di ridurne considerevolmente l’utilizzo a scopo alimentare. Poi c’è il problema della temperatura: le piante si congelerebbero!

Per ovviare a tutto ciò, è necessario dotarsi di un ambiente separato dall’esterno e riscaldato, come, per esempio, una serra (come ho immaginato di fare in “Deserto rosso”). Ma poi bisogna assicurarsi di schermarla almeno in parte dalle radiazioni sterilizzanti, pur permettendo alla luce visibile di entrare, cosa tutt’altro che semplice. Oppure, invece di usare una serra, si potrebbero coltivare le piante di un laboratorio illuminato artificialmente, utilizzando solo le lunghezze d’onda del rosso e del blu, che rendono la fotosintesi più efficiente.

Il discorso dei minerali è un po’ più complesso, poiché le piante li assorbono in forma disciolta in acqua dal terreno. Inoltre, c’è da considerare che alcune sostanze presenti nel terreno potrebbero inibire la crescita delle piante o ucciderle.

Ed ecco che la nostra attenzione si sposta sul suolo marziano.

Così com’è la regolite marziana non è adatta per la coltivazione. Non ha un pH neutro (che è quello preferito dalle piante), ha troppi perclorati e metalli pesanti, e non contiene materiale organico.

Possiamo facilmente correggere il pH.

Quello dei perclorati e dei metalli pesanti, invece, è un problema un po’ più serio. Bisogna trovare dei sistemi per bonificare il terreno da queste sostanze. Alcuni batteri sulla Terra usano i perclorati, quindi ci potrebbero tornare utili a questo scopo per preparare il suolo marziano. In quanto ai metalli pesanti, se ne dovrebbe monitorare la quantità assorbita dalle piante. Magari si potrebbero selezionare delle piante che assorbono queste sostante, da utilizzare solo con lo scopo di preparare il terreno a coltivazioni successive.

Resta infine il problema del materiale organico. Il terreno deve essere fertilizzato e ciò può essere fatto aggiungendo rifiuti organici umani (avete letto o visto “The Martian”?) o parti non edibili di piante coltivate, in altre parole rifiuti compostabili. La presenza di batteri e funghi faciliterà la trasformazione del terreno, rendendolo adatto alla coltivazione di altre piante.

In alternativa a tutto ciò, c’è l’uso delle colture idroponiche. Esse consistono nella coltivazione di piante svolta immergendone le radici in una soluzione acquosa che contiene tutti i nutrienti necessari e facendo a meno del terreno.

Con questo si chiude la mia serie di articoli su Marte iniziata qualche anno fa. Vi siete persi gli altri? Partite da qui.

Le prime due immagini sono della NASA, la terza proviene dal film "The Martian" (© Twentieth Century Fox) e l'ultima è della SpaceX. Fate clic su di esse per vederle nelle dimensioni originali.