La prospettiva di stabilire colonie umane al di fuori della Terra rappresenta una delle sfide più ambiziose e complesse per la scienza e l’ingegneria del futuro. Tuttavia, il trasporto di enormi quantità di materiali industriali necessari per costruire habitat spaziali appare finora come un ostacolo quasi insormontabile, sia per i costi elevati che per la complessità logistica. I ricercatori della Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) propongono ora una soluzione rivoluzionaria, basata sull’integrazione tra biologia e materiali innovativi: coltivare organismi viventi, come le alghe, all’interno di habitat realizzati con bioplastiche, in modo da creare strutture vivibili e autosufficienti direttamente nello spazio.
Coltivare alghe in bioplastiche: un habitat vivente per Marte
Il team guidato dal professor Robin Wordsworth, esperto di scienze ambientali e planetarie, ha condotto una serie di esperimenti in laboratorio che simulano le condizioni atmosferiche di Marte, caratterizzate da una pressione atmosferica estremamente bassa e da un’atmosfera ricca di anidride carbonica.
Utilizzando una bioplastica chiamata acido polilattico, i ricercatori hanno costruito camere di crescita stampate in 3D, capaci di bloccare le radiazioni ultraviolette nocive, ma allo stesso tempo di trasmettere abbastanza luce per permettere alle alghe verdi Dunaliella tertiolecta di fotosintetizzare e prosperare.
Un aspetto cruciale è stato il mantenimento dell’acqua in forma liquida all’interno della camera: nonostante la pressione simulata di soli 600 Pascal (oltre 100 volte inferiore a quella terrestre), la bioplastica ha creato un gradiente di pressione che ha stabilizzato l’acqua, rendendo possibile la sopravvivenza e la crescita delle alghe. Questo risultato dimostra che le bioplastiche non sono solo materiali passivi, ma possono essere componenti attivi e funzionali per habitat vivibili in ambienti ostili come quello marziano.
Habitat a circuito chiuso: il futuro dell’autosufficienza spaziale
La vera innovazione del progetto risiede nella possibilità di creare un sistema a circuito chiuso, in cui le alghe coltivate all’interno dell’habitat non solo sopravvivono, ma producono anche nuova bioplastica.
“Se hai un habitat composto da bioplastica che cresce alghe al suo interno, quelle alghe potrebbero produrre più bioplastica“, ha spiegato Wordsworth. “Quindi si inizia ad avere un sistema a circuito chiuso in grado di sostenersi e persino di crescere nel tempo“.
Tale approccio rappresenta una svolta epocale rispetto ai metodi tradizionali, basati su materiali industriali pesanti, costosi da trasportare e difficili da riciclare nello spazio. I ricercatori propongono un modello ispirato ai cicli naturali della Terra, dove la vita si sostiene e si rigenera autonomamente, trasformando gli habitat spaziali in ambienti dinamici e sostenibili.
Verso l’esplorazione lunare e oltre: applicazioni future
Il gruppo di Wordsworth ha inoltre esplorato tecnologie complementari, come l’uso di aerogel di silice, materiali ultra-leggeri che imitano l’effetto serra terrestre, per riscaldare e creare microclimi favorevoli alla crescita biologica su Marte.
La combinazione di questi aerogel con gli habitat in bioplastica potrebbe risolvere i problemi critici di temperatura e pressione, offrendo una piattaforma ideale per sostenere la vita vegetale e microbica nello spazio.
Il prossimo passo della ricerca sarà testare questi habitat in condizioni di vuoto assoluto, simulando ambienti lunari o dello spazio profondo, per verificarne la resilienza e funzionalità. Parallelamente, il team mira a realizzare un sistema operativo a circuito chiuso completamente autonomo, che possa supportare la produzione continua di habitat biologici.
