Ricerca spaziale: al Dipartimento di Agraria di Portici via al laboratorio di eccellenza

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In foto l'inaugurazione del laboratorio spaziale nel Dipartimento di Agraria di Portici

di Nicola Rivieccio

Analizzare e sviluppare sistemi e tecnologie per produrre cibo, rigenerare risorse vitali (acqua e ossigeno) e riciclare rifiuti organici di varia natura per missioni spaziali di lunga durata. Al via con questo obiettivo Il Laboratorio di ricerca spaziale PCU del Dipartimento di Agraria dell’Università degli Studi di Napoli Federico II, presso la Reggia di Portici, tra i pochi al mondo, interamente dedicato alla caratterizzazione delle piante per i sistemi rigenerativi di supporto alla vita. Al raggiungimento di questo importante traguardo, ha contribuito un gruppo di ricerca del Dipartimento di Agraria dell’Università di Napoli Federico II, composto da Stefania De Pascale, Giovanna Aronne, Carmen Arena, Veronica De Micco, Antonio Pannico, Roberta Paradiso e Youssef Rouphael, che da oltre 20 anni studia aspetti biologici, agronomici e ambientali relativi alla coltivazione delle piante per lo Spazio. Il laboratorio nasce dalla collaborazione tra l’Agenzia Spaziale Europea (Esa) e il gruppo di ricerca, nell’ambito del programma MELiSSA – Micro-Ecological Life Support System Alternative. Il programma di ricerca MELiSSA studia da oltre 30 anni i sistemi di supporto alla vita a ciclo completamente chiuso con un approccio di tipo ecosistemico. Il consorzio MELiSSA, gestito dall’ESA, è frutto di una partnership internazionale che comprende università, centri di ricerca e PMI operanti nel campo delle tecnologie e delle strutture. Ai partecipanti al consorzio, che hanno sottoscritto un Memorandum of Understanding, si affiancano numerosi partner istituzionali e industriali. In totale, oltre 40 soggetti provenienti da 13 diversi Paesi europei costituiscono la comunità di MELiSSA, che può inoltre contare su una Fondazione e due società spin-off.
I programmi internazionali di esplorazione spaziale prevedono missioni di durata sempre maggiore. Tuttavia la permanenza prolungata dell’uomo in ambiente spaziale è ostacolata ancora oggi da una serie di limitazioni di natura tecnico-ingegneristica e da problematiche legate all’approvvigionamento delle risorse e alla salute e al benessere degli astronauti. In particolare, allo stato attuale, le risorse necessarie per missioni brevi (es. acqua, ossigeno e, in particolare, cibo) sono quasi interamente trasportate dalla Terra ma ciò non sarà possibile per missioni di lunga durata. Pertanto, le missioni interplanetarie e le lunghe permanenze sulle piattaforme spaziali dipenderanno dallo sviluppo di sistemi in grado di garantire una rigenerazione continua delle risorse, con minimo spreco di energia e di materiali. In tale contesto, le piante superiori rappresentano un ottimo strumento per garantire la rigenerazione dell’aria mediante l’assorbimento di CO2 e la produzione di O2 attraverso la fotosintesi, la purificazione dell’acqua mediante la traspirazione ed il riciclaggio di parte dei prodotti di scarto dell’equipaggio (feci e urine) come fonte di nutrienti, fornendo nel contempo cibo fresco per integrare la dieta degli astronauti. Inoltre, è ampiamente riconosciuto dalla letteratura scientifica che la presenza di piante a bordo può mitigare lo stress degli astronauti, dovuto all’isolamento e alle particolari condizioni di vita, e che il consumo di vegetali freschi, ricchi di metaboliti secondari utili, contribuisce a prevenire il rischio di patologie associate alle condizioni ostili dell’ambiente spaziale. Tuttavia, affinché le piante possano espletare nello Spazio le funzioni che le rendono così preziose sulla terra, è necessario che siano coltivate in opportune condizioni ambientali. In questo contesto, fulcro del laboratorio di ricerca sarà una moderna camera di crescita, la Plant Characterization Unit (Pcu), equipaggiata con sofisticati sistemi di coltivazione e di controllo ambientale, specifici per la crescita delle piante. L’apparato, unico nel suo genere, è stato realizzato grazie al progetto di ricerca PacMan – PlAnt Characterization unit for closed life support system – engineering, MANufacturing & testing finanziato dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA), il cui responsabile per l’Università di Napoli Federico II è la prof. Stefania De Pascale. Alla cerimonia inaugurale presenti il Direttore del Dipartimento Matteo Lorito, il Rettore dell’Ateneo Federico II Gaetano Manfredi, il presidente dell’Agenzia Spaziale Italiana Giorgio Saccoccia, il Presidente della Regione Campania Vincenzo De Luca, il Sindaco della città di Portici Vincenzo Cuomo, nonché diverse personalità dell’Esa.