Da Enea Hortextreme l’orto verticale spaziale

Si chiama Hortextreme, il prototipo innovativo realizzato dai ricercatori Enea per coltivare microverdure a bordo di veicoli spaziali e avamposti planetari senza pesticidi nè agrofarmaci e all’insegna di un’alimentazione di alta qualità.

Realizzato da ENEA, Agenzia Spaziale Italiana e Università di Milano nell’ambito della simulazione di una missione su Marte a cura dell’Austrian Space Forum, l’orto spaziale consiste in un sistema a contenimento di 4 metri quadrati dove vengono coltivate quattro specie di microverdure selezionate per completare il ciclo vitale in 15 giorni e garantire un corretto apporto nutrizionale ai membri dell’eventuale equipaggio marziano, grazie a un sistema di coltivazione fuori suolo con riciclo dell’acqua.

Queste nuove forme di orticoltura si inseriranno sempre più in ambito anche urbano per risolvere problematiche legate alla ridotta disponibilità di risorse e di spazi di coltivazione e soddisfare il fabbisogno di una popolazione in continua crescita.

I criteri che hanno portato a selezionare le piante “spaziali”

I ricercatori Enea hanno optato per micrortaggi come cavolo rosso, radicchio e lenticchia rosa, in grado di fornire cibo agli astronauti ogni quindici giorni.

Ma con quali criteri sono state selezionate le piante? Le piante vegetali che meglio si adattano al nostro orto sono quelle a ciclo breve e taglia bassa, che non occupano troppo spazio. Inoltre sono state scelte piante che accumulano grandi quantità di antiossidanti, come le antocianine, nei tessuti. Le piante, se coltivate fuori dall’atmosfera terrestre, subiscono stress enormi e servono dunque vegetali resistenti. Inoltre piante ricche di antiossidanti sono salutari anche per gli astronauti. Ecco perché questi sistemi sono stati studiati per avere un ciclo chiuso o quasi. Tutti gli elementi nutritivi vengono riutilizzati.

Si chiamano sistemi biorigenerativi, che recuperano cioè le risorse. Le piante assorbono anidride carbonica e liberano ossigeno per l’equipaggio. Filtrano l’acqua e assorbono gli scarti biologici degli astronauti. Ma in questi sistemi possono rientrare anche funghi, alghe e batteri. L’obiettivo è non sprecare nulla.

Presenza di radiazioni, microgravità e assenza di suolo e atmosfera idonei, sono gli ostacoli che i ricercatori devono superare per coltivare Marte o la Luna. L’orto idroponico dell’Enea cerca di superare questi ostacoli. Ma sulla strada della conquista dello spazio ci sono altri problemi, come la limitatezza di materiale trasportabile dalla Terra.

MIG, l’orto verticale hi-tech mobile

Enea ha anche realizzato una mini fattoria hi-tech per produrre verdure e ortaggi destinati al personale militare impiegato in operazioni di pace, in aree fortemente disagiate, povere o prive di risorse naturali.

Realizzato da ENEA nell’ambito del Piano Nazionale della Ricerca Militare del Ministero della Difesa, in collaborazione con le aziende Acta Invicta e G&A Engineering, si chiama MIG e consente la coltivazione idroponica: ovvero senza terra di micro e baby verdure, con ciclo biologico rispettivamente di 10-20 giorni e 20-30 giorni, all’interno di uno speciale container computerizzato e dotato di illuminazione LED, senza l’impiego di personale specializzato.

Trasportabile e riposizionabile in zone campali e scenari operativi, MIG l’innovativo orto verticale mobile si distingue per ambiente sterile, alte rese (fino a 2,4 kg/m2 di microverdure per ciclo), ottimizzazione degli spazi, produzioni continue, di altissima qualità e pronte al consumo, in ottica ready-to-eat e ready-to-cook, senza erbicidi e pesticidi e con ridotto consumo di acqua e fertilizzanti.

Hortextreme e MIG  sono le soluzioni tecnologiche che ENEA ha presentato a “Maker Faire Rome 2019”, il più grande evento europeo sull’innovazione organizzato da Innova Camera dove ricercatori, imprese, famiglie e giovani si incontrano per condividere know-how, progetti e idee (Fiera di Roma, 18-20 ottobre 2019).

L’Italia nella missione internazionale verso Marte

Il progetto italiano HortExtreme è stato selezionato per la missione Amadee-18 in quanto in grado di sviluppare ecosistemi chiusi per la produzione in situ delle risorse necessarie alle missioni umane di esplorazione del Sistema Solare.

“Il sistema di coltivazione idroponica che abbiamo messo a punto è del tipo ‘per allagamento’, in cui è presente un grande vassoio con un substrato inerte posto in modo che le piante possano ricevere luce e nutrimento a intervalli regolari modulati da sensori ad hoc che lavorano in tempo reale”, sottolinea Eugenio Benvenuto, responsabile Laboratorio Biotecnologie dell’ENEA. “Grazie all’ausilio di strumentazione all’avanguardia e di microcamere puntate sulle piante per tutto il periodo di missione, sia gli astronauti che tecnici e ricercatori dal nostro laboratorio in Casaccia, potranno monitorare quotidianamente consumi energetici e parametri di fisiologia vegetale dell’orto marziano, con l’obiettivo di dimostrare la produttività dell’ecosistema nelle condizioni estreme previste nella missione di simulazione. Un progetto che può aprire nuovi orizzonti applicativi per un’alimentazione che abbina alta qualità e alta resa”, ha dichiarato l’Ing. Benvenuto.

“Grazie all’esperienza maturata svolgendo esperimenti scientifici in ambienti estremi e ostili e alla necessità di sistemi di sopravvivenza sia degli umani che della strumentazione, forniremo il contributo necessario all’installazione dei sistemi di coltivazione idroponica”, sottolineano Cavaliere e Potenza del Dipartimento di Fisica dell’Università di Milano, impegnati da anni a realizzare esperimenti in Antartide, sulle Alpi e nello Spazio. “Questo è il naturale proseguimento dello sviluppo di moduli abitativi resistenti fino a -80°C, venti oltre i 100 km/h, che porterà allo sviluppo di serre gonfiabili dotate di una rete di sensoristica avanzata per tutti i parametri indispensabili alla vita umana e vegetale su Marte”. Fin dall’inizio, lo sviluppo dei moduli gonfiabili è stato svolto in collaborazione con la ditta Plasteco di Senago, grazie al contributo e alla disponibilità del titolare, Vittorio Cigognetti.

A rappresentare l’Italia nella missione internazionale verso Marte, oltre a HortExtreme anche tre progetti nei settori della realtà virtuale e geoscienze a cura della stessa Agenzia Spaziale Italiana, Università di Perugia e l’organizzazione Mars Planet.

Il deserto del Dhofar – che si trova nell’omonimo governatorato, il più grande del Sultanato dell’Oman – è stato scelto come sito per la missione per alcune caratteristiche che lo rendono “somigliante” al Pianeta rosso, come ad esempio, le strutture sedimentarie risalenti al Paleocene e all’Eocene, le cupole saline del South Oman Salt Basin e le antiche aiuole fluviali, le superfici sabbiose e rocciose con grande variabilità nell’inclinazione. Il clima dell’Oman è un clima tropicale-desertico, con temperature previste a febbraio che variano tipicamente tra 16 e i 27 ° C e meno di 10 mm di precipitazioni.