A pesquisa, publicada na revista New Phytologist, descreve as prioridades científicas e tecnológicas necessárias para transformar as 'culturas espaciais' experimentais em sistemas biorregenerativos completos de suporte à vida.

Uma equipe que incluía o Dr. Giovanni Sena , professor associado do Departamento de Ciências da Vida, reuniu informações de um workshop internacional realizado em 2024 e estabeleceu um roteiro global para usar a biologia vegetal no apoio a missões espaciais de longa duração, ao mesmo tempo que acelera a agricultura mais sustentável na Terra.

Este artigo de opinião baseia-se em discussões realizadas no workshop "Plantas para Exploração Espacial e Aplicações Terrestres" do Grupo de Trabalho Internacional de Ciências da Vida no Espaço (ISLSWG), convocado durante a conferência da Associação Europeia de Pesquisa em Baixa Gravidade (ELGRA) em Liverpool, em setembro de 2024. Pesquisadores, agências espaciais e engenheiros compararam as lições aprendidas com o cultivo de plantas em órbita com as barreiras remanescentes para a implantação de "estufas espaciais" confiáveis como parte de futuros habitats lunares e marcianos.

Plataformas atuais, planejadas e potenciais futuras para a produção de culturas espaciais para o desenvolvimento do SpaCEA e do Sistema de Suporte à Vida Bioregenerativo (BLSS) em apoio à exploração espacial humana a longo prazo.

Plantas já foram cultivadas com sucesso na Estação Espacial Internacional, incluindo alface, tomate, rabanete e pimentão, que foram consumidos com segurança pelos astronautas. No entanto, os autores argumentam que essas conquistas representam apenas um primeiro passo.

O novo artigo defende uma mudança de paradigma, passando de uma visão das plantas como suplemento nutricional para uma visão das plantas como infraestrutura essencial: produzindo oxigênio, purificando água, reciclando resíduos e promovendo o bem-estar da tripulação como parte de sistemas de suporte à vida em circuito fechado.

Para ajudar a impulsionar essa transição, os autores apresentam uma nova estrutura de Nível de Prontidão para Sistemas de Suporte à Vida Bioregenerativos (BRL, na sigla em inglês). A escala BRL amplia o Nível de Prontidão de Culturas da NASA para avaliar o quão próximas diferentes culturas estão de funcionar como componentes confiáveis e integrados de sistemas de suporte à vida no espaço.

O artigo também analisa os avanços na compreensão de como as plantas respondem a fatores de estresse importantes relacionados ao espaço, incluindo microgravidade, radiação, ambientes magnéticos alterados, disponibilidade limitada de água e crescimento em solos lunares e marcianos semelhantes ao regolito.

O documento define doze prioridades de pesquisa e desenvolvimento destinadas a acelerar o progresso na área. Estas incluem o desenvolvimento de sistemas análogos terrestres robustos, modelagem preditiva, abordagens de biologia sintética, ferramentas de monitoramento aprimoradas para experimentos em voos espaciais e maior coordenação internacional e compartilhamento de dados.

Os autores enfatizam que as tecnologias desenvolvidas para o espaço beneficiarão diretamente a agricultura na Terra. A agricultura ultraeficiente em ambiente controlado, a reciclagem de nutrientes em circuito fechado e as culturas projetadas para prosperar sob condições extremas de estresse são cada vez mais relevantes para a produção de alimentos em cidades, regiões propensas à seca e ambientes com recursos limitados.

O Dr. Sena afirmou: "As plantas são essenciais para manter os astronautas vivos em missões de longa duração: elas ajudam a reciclar o ar, purificar a água e, claro, fornecer alimentos frescos. O que fizemos neste artigo foi reunir pesquisadores do mundo todo para chegar a um consenso sobre as prioridades e os passos práticos para atingir esse objetivo. E o mais interessante é que muito do que aprendemos para o espaço pode ser aplicado diretamente na agricultura terrestre, tornando-a mais sustentável."

O artigo destaca pesquisas emergentes sobre como as raízes das plantas respondem a estímulos ambientais além da gravidade, como o eletrotropismo (crescimento guiado por campos elétricos fracos), um fenômeno que o grupo do Dr. Sena vem investigando recentemente. Isso poderia ser usado para controlar e moldar sistemas radiculares complexos em ambientes de cultivo em microgravidade ou baixa gravidade. Combinados com o gravitropismo e o hidrotropismo, esses mecanismos poderiam ser cruciais para o desenvolvimento de sistemas de crescimento de plantas resilientes para habitats espaciais.

Os autores enfatizam que nenhum país ou agência espacial isoladamente pode enfrentar esses desafios. O estabelecimento de sistemas de suporte à vida baseados em plantas exigirá infraestrutura compartilhada, dados abertos e alinhamento entre os principais programas internacionais, incluindo o Artemis, iniciativas de pesquisa lunar e consórcios de longa data como o MELiSSA e o Plants for Space .

Em última análise, o artigo argumenta que aprender a cultivar plantas de forma confiável fora da Terra não só possibilitará a futura exploração humana do espaço, como também ajudará a transformar a forma como os alimentos são produzidos em nosso próprio planeta.