Sistemi bio-rigenerativi per l'economia circolare nello spazio

Progetto ReBUS: ricerca e industria a sostegno della vita nello spazio

“In situ Resource Bio-Utilization per il supporto alla vita nello Spazio” (ReBUS) è un progetto internazionale finanziato dall’Unione Europea per circa 2 milioni di euro. Esso è caratterizzato da una durata quinquennale (dal 2016 al 2021) e coinvolge ben 8 Paesi europei, di cui l’Italia è leader (Fig. 1).

Mappa dei Paesi europei partner del progetto ReBUS — Figura 1 – Mappa dei Paesi europei coinvolti nel progetto europeo ReBUS, di cui l’Italia è il coordinatore.

Tale progetto ha l’ambizioso obiettivo di realizzare dei sistemi bio-rigenerativi che fungano da supporto per la vita degli astronauti nello spazio. Infatti, lo sviluppo di tali tecnologie è fondamentale per l’esplorazione umana di Luna e Marte prevista entro il 2040. Questa deadline è riportata nell’agenda europea di Horizon 2020 e dalle roadmap dell’International Space Exploration Coordination Group e delle Agenzie Spaziali italiana ed europea.

A livello nazionale, gli enti pubblici e di ricerca coinvolti in una delle sfide di questo millennio per l’uomo sono l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), l’Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie, l’Energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile (ENEA), il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), l’Istituto Superiore di Sanità (ISS), Thales Alenia Space, Kayser Italia, Telespazio e le Università degli Studi di Tor Vergata, Pavia e Federico II di Napoli, quest’ultima nel ruolo di capofila con la Prof.ssa Stefania De Pascale in qualità di responsabile scientifico.

Sistemi bio-rigenerativi basati sulla sinergia tra organismi e microrganismi

Il sistema bio-generativo è basato sull’integrazione di diversi organismi come piante, funghi, batteri, cianobatteri e insetti, in modo da massimizzare l’uso delle risorse disponibili in situ e minimizzare contemporaneamente l’impiego di quelle esogene, riciclando la materia organica prodotta come ad esempio i residui alimentari, colturali e fisiologici (Fig. 2).

Economia circolare nello spazio — Figura 2 – Rappresentazione schematica dei sistemi bio-rigenerativi alla base del concetto di sostenibilità ed economia circolare da applicare durante l’esplorazione dello spazio.

La funzione principale di tali sistemi consiste nel controllo ambientale, nel generare e/o rigenerare le risorse necessarie per gli astronauti, al fine di ridurre il più possibile l’approvvigionamento dalla Terra. Salubrità ambientale, efficienza energetica ed efficienza atomica sono alcuni dei principi fondamentali alla base di tale idea e del nuovo modello di economia circolare.

L’uomo può sopravvivere nello spazio ma la sfida è garantire una permanenza sostenibile di lungo periodo. Fondamentali per il recupero ed il riutilizzo della materia organica ed inorganica sono i sistemi di decomposizione e compostaggio degli scarti organici, basati sull’utilizzo di consorzi batterici e insetti.

Gli aspetti innovativi della ricerca

Tra le varie linee di ricerca previste nel progetto ReBUS vi è quella riguardante lo sviluppo di sistemi innovativi per la coltivazione di piante e micro-ortaggi in avamposti planetari (Fig. 3).

Sistemi di coltivazione nelle basi spaziali — Figura 3 – Un esempio di render della NASA per le coltivazioni nello spazio.

L’impiego di suoli lunari e marziani simulati integrati con bio-prodotti ottenuti dalla degradazione microbiologica delle biomasse di scarto; la valutazione degli aspetti di qualità e sicurezza alimentare e lo studio di molecole e prebiotici antistress recuperati dagli scarti sono alcuni degli obiettivi fondamentali da implementare entro la fine del 2021.

Così come sarà necessario mettere insieme e coordinare l’azione di molte specie differenti di microrganismi e organismi allo stesso modo bisognerà far ricorso alla sinergia e alla collaborazione tra esperti di innumerevoli discipline scientifiche.

Solo così, in un futuro non troppo lontano, potremo assistere allo sbarco dell’uomo e dei microrganismi terresti su Marte.

Nicola Di Fidio