Ensaladas espaciales y aguas saladas

May 21, 2023

Bruce Betts•31 de mayo de 2023

Nos complace anunciar la segunda ronda de ganadores de nuestro programa de subvenciones STEP (Science and Technology Empowered by the Public). Durante más de 40 años, los miembros y donantes de la Sociedad Planetaria han financiado colectivamente proyectos de ciencia y tecnología que promueven la ciencia y la exploración espaciales. El programa de subvenciones STEP continúa esta tradición financiando proyectos innovadores que se eligen a través de un proceso abierto, internacional y competitivo. La primera ronda de ganadores de subvenciones STEP, elegidos en 2022, ya está haciendo un trabajo fascinante gracias al apoyo de The Planetary Society.

Los ganadores de este año son un proyecto que comparará diferentes métodos de cultivo de plantas comestibles en condiciones simuladas de exploración del espacio profundo y un proyecto que estudiará lagos salados en la Tierra que comparten características con los océanos pasados ​​y presentes de otros planetas y lunas.

El futuro de la exploración humana del espacio profundo dependerá de la producción sostenible de cultivos frescos en el camino. La ronda de subvenciones STEP de 2023 otorgó $ 50,000 USD a un equipo dirigido por el Dr. Andrew Palmer del Instituto de Tecnología de Florida para estudiar la agricultura en el espacio profundo para abordar este desafío de exploración.

El equipo del Dr. Palmer cultivará tres tipos de plantas comestibles utilizando dos métodos: cultivar las plantas en agua con nutrientes adicionales (también conocido como hidroponía) y cultivarlas en tierra lunar y marciana simulada (también conocida como regolito). El proyecto tiene como objetivo comprender mejor cada método de cultivo y comparar su idoneidad para los viajes espaciales a largo plazo.

La hidroponía se ha utilizado antes para cultivar plantas en el espacio, incluso a bordo de la Estación Espacial Internacional. Pero este método enfrenta desafíos, especialmente en el contexto del uso a largo plazo; requiere fertilizantes, tiene un alto potencial de contaminación por hongos y bacterias y puede requerir una gran cantidad de espacio.

El regolito es la suciedad en la superficie superior de un cuerpo planetario. Es similar al suelo que tenemos en la Tierra, pero sin vida microbiana. El uso de regolito para cultivar alimentos tiene sus propios desafíos, como la alta concentración de sales en el regolito marciano y la falta de nitrógeno tanto en Marte como en la Luna.

El uso de regolito de una superficie planetaria podría complementar la hidroponía, pero faltan investigaciones que comparen estos métodos simultáneamente en las mismas condiciones. Este proyecto financiado por la subvención STEP abordará esta brecha de conocimiento.

Para este proyecto, llamado "Evaluación de los sistemas de producción de alimentos para la agricultura lunar y marciana", el equipo del Dr. Palmer cultivará microvegetales de rábano, lechuga y tomates usando hidroponía en una condición y en regolito en otra. El objetivo del experimento es caracterizar y comparar los dos métodos. El proyecto utilizará simuladores de regolito lunar y marciano en sus experimentos, ya que no tenemos regolito de esos cuerpos, aparte de las cantidades limitadas y preciosas de regolito lunar devuelto por misiones lunares pasadas.

El equipo, que incluye expertos en fisiología y bioquímica de plantas, así como en agricultura espacial y análisis de eficiencia de sistemas, pondrá a prueba su hipótesis de que los cultivos de crecimiento más rápido, como los microgreens, serán más adecuados para los sistemas hidropónicos incluso a largo plazo, mientras que los cultivos de crecimiento más lento, como los tomates pueden favorecer un sistema de producción basado en regolito.

Este proyecto está dirigido por el Prof. Andrew Palmer del Instituto de Tecnología de Florida, con el co-investigador Prof. Rafael Loureiro de la Universidad de Winston-Salem, así como los colaboradores Prof. J. Travis Hunsucker, Instituto de Tecnología de Florida; Dra. Laura E. Fackrell, Becaria Postdoctoral de la NASA, Laboratorio de Propulsión a Chorro; Thiara Bento, Instituto de Tecnología de Florida; y Jéssica Carneiro Oliveira, Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro, Brasil.

Aunque ningún lugar en la Tierra es idéntico al entorno de otro planeta o luna, hay lugares donde las condiciones son análogas, lo suficientemente similares en ciertos aspectos como para que valga la pena estudiarlas. Los científicos estudian los análogos planetarios para aprender más sobre lo que es posible en las condiciones que creemos que existen en otros mundos. El segundo ganador de una subvención STEP 2023 es un equipo dirigido por el Dr. Jacob Buffo de Dartmouth College, que recibió $ 49,284 USD por su proyecto para estudiar lagos pequeños y extremadamente salados en Columbia Británica, Canadá, que pueden ser análogos al antiguo Marte como así como algunas de las lunas oceánicas del Sistema Solar, lugares de interés clave en la búsqueda de vida.

El agua líquida es una de las pocas cosas que requiere toda la vida en la Tierra, por lo que mundos como Marte, Europa y Encelado que tienen evidencia de agua líquida pasada o presente son importantes en la búsqueda de vida más allá de nuestro planeta. El agua de estos mundos suele ser salada, lo que le permite permanecer líquida a temperaturas más frías. Estudiar los entornos de agua salada en la Tierra puede darnos una idea de cómo pueden ser estos entornos alienígenas, incluso si podrían ser habitables.

Sin embargo, no todos los cuerpos de agua salada en la Tierra son análogos a las aguas extraterrestres saladas. La sal en los océanos de la Tierra es principalmente sal de mesa (NaCl), que no es tan frecuente en las sales que se encuentran en Marte y en los océanos subterráneos de Europa y Encelado. El proyecto del Dr. Buffo estudiaría los lagos que contienen carbonato de sodio (Na2CO3), sulfato de sodio (Na2SO4) y sulfato de magnesio (MgSO4), que reflejan más de cerca las composiciones de estos océanos alienígenas.

Este proyecto, llamado "Caracterización multiescala de entornos analógicos planetarios ricos en salmuera", estudiará varios lagos hipersalinos en Columbia Británica, Canadá, utilizando una amplia variedad de datos recopilados a diferentes escalas y distancias: desde naves espaciales hasta drones y muestreo en persona. Esto permitirá que el equipo no solo aprenda sobre estos análogos a ubicaciones planetarias exóticas, sino también sobre formas eficientes de usar datos de detección remota (datos tomados a distancia) para elegir ubicaciones que sean las más interesantes para estudiar en mayor detalle. de cerca. Esto es similar a lo que normalmente se hace en la exploración planetaria, pasando de datos orbitales a módulos de aterrizaje y rovers en la superficie.

En el primer año, llevarán a cabo investigaciones de campo para crear perfiles multiescala (físicos, espectrales, térmicos, electromagnéticos y biogeoquímicos) de los sistemas de hielo, salmuera y sedimentos de cinco sistemas lacustres distintos en la Meseta Cariboo de la Columbia Británica. En el segundo año, usarán lo que han aprendido para predecir lo que encontrarán en dos lagos inexplorados adicionales, realizando una misión planetaria simulada para evaluar su metodología y su ciencia. El equipo creará una base de datos a partir de sus datos a la que podrán acceder otros científicos y el público.

El equipo es muy diverso e incluye especializaciones en teledetección, geoquímica, astrobiología, sistemas analógicos planetarios, biogeoquímica, geobiología, ciencia planetaria y geofísica. El investigador principal, el Dr. Jacob Buffo de Dartmouth College, se une a varios co-investigadores en una variedad de instituciones, cada uno de los cuales aporta su propia experiencia y, a menudo, instrumentación al proyecto: la Dra. Alexandra Pontefract de la Universidad de Georgetown; la Prof. Magdalena Osburn y el estudiante graduado Floyd Nichols en la Universidad Northwestern; el Dr. Mitchell Barklage del Servicio Geológico del Estado de Illinois y la Universidad Northwestern; la estudiante de posgrado Emma Brown de la Universidad Estatal de Arizona; y la estudiante de posgrado Emmy B. Hughes en el Instituto de Tecnología de Georgia.

Agradecemos a la Fundación de la Familia Halıcıoğlu por su generoso apoyo al desarrollo e implementación del programa de subvenciones STEP. También agradecemos a todos nuestros miembros que han estado financiando colectivamente nuestros proyectos de ciencia y tecnología desde mucho antes de que se inventara el término financiación colectiva. Gracias a los miembros de nuestra Junta Directiva que participaron en el proceso de revisión de propuestas. Y gracias a todos los que propusieron. Hubo propuestas mucho más valiosas que las que pudimos financiar durante esta ronda.

¡Nuestro momento de actuar por el espacio es ahora! Done hoy para que su donación sea igualada hasta $75,000.

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