Cuando uno piensa en cómo podrían alimentarse los astronautas que aterricen en Marte, le viene a la cabeza la figura de Matt Damon enfrascado en un traje de astronauta cultivando patatas marcianas. Al doctor Francesc Gòdia le encanta esa analogía: la recreación que hizo Ridley Scott de la vida de un científico olvidado por sus compañeros en el inhóspito planeta rojo fue mucho más precisa que la imaginada por multitud de obras de ciencia-ficción precedentes. "Se nota que tuvieron soporte científico", asegura mientras camina frente a un gigantesco tanque acristalado, el 'Módulo B', dentro del cual crecen un centenar de ejemplares de lechuga bajo una batería de luces led violáceas.
"Sin embargo, en la película no se reutilizaban las plantas de las patatas. El protagonista concentraba una parte de los carbohidratos para después perderlos. Paulatinamente, su nivel de alimento debería haberse reducido. Al final podría cultivar cada vez menos patatas... ¡Hasta quedarse sin ellas!. Tampoco usaba una técnica para captar el oxígeno. The Martian tenía sus fallitos".
Gòdia ríe, divertido ante la ingeniosa reflexión. Algo sabe él de cómo sería vivir en Marte. Este doctor en Química es director de la planta piloto de uno de los proyectos de investigación científica más ambiciosos de la Agencia Espacial Europea: MELiSSA. El programa, cuyas siglas significan, literalmente, Alternativa de Sistema de Soporte de Vida Micro-Ecológico, nació hace 35 años con el objetivo de abordar el reto de alimentar a los exploradores que algún día viajarán a la Luna o a Marte. Su centro experimental está en la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) y, desde 1995, pergeña entre sus muros las bases de algunos de los sistemas de soporte vital necesarios para sustentar las futuras misiones espaciales.
El doctor Francesc Gòdia durante la entrevista con EL ESPAÑOL en la planta piloto de MELiSSA, situada en la Escuela de Ingeniería de la UAB E.E.
La ambición del proyecto MELiSSA es comprender el comportamiento de los ecosistemas artificiales para desarrollar tecnologías orientadas a mantener los futuros sistemas regenerativos de soporte de vida en misiones tripuladas de larga duración. La grávida teoría se traduce, básicamente, en que la ESA necesita idear una fórmula para poder evitar que los astronautas que exploren otros planetas se mueran de hambre.
Para ello, los científicos como Gòdia diseñan desde la Tierra un método de consumo sostenible en el que todo, desde el CO2 emitido al respirar hasta los nutrientes de la orina y las heces o los restos de comida no ingeridos, sean reutilizados para mantener activo un ciclo ecológico cerrado de aprovechamiento total. A la Estación Espacial Internacional viajan naves tripuladas todos los meses cargadas de suministros; MELiSSA propone producir agua, alimentos y oxígeno a partir de los residuos de los astronautas, ya que nadie podría transportarlos tan lejos. "La gracia de MELiSSA es que buscamos lograr que cuatro núcleos, uno de oxígeno, otro de agua para beber, otro de alimentación y un cuarto de tratamiento de residuos, estén integrados y entrelazados entre sí para mantener un soporte vital para los astronautas".
En esa línea, el equipo del doctor Gòdia ha conseguido resultados prometedores. "Estas son nuestras pequeñas astronautas", apostilla, mientras señala un módulo en el que dormitan seis ratas blancas de ojos rojos. Son, para enojo de los animalistas, parte del experimento. Los científicos que trabajan en la planta piloto recogen el CO2 que emiten al respirar y lo conducen hacia el 'Módulo B' de las lechugas; el oxígeno que las plantas generan durante la fotosíntesis artificial llega de vuelta a los roedores por otro conducto para mantenerlas con vida. Es un circuito frágil pero perfecto, epítome de los conocimientos más avanzados en biotecnología y química.
"Usamos animales porque nuestros sistemas de control deben trabajar con elementos que tengan las consideraciones propias de los sistemas biológicos. Cuando se despiertan, consumen más oxígeno, así que el sistema les da más; por la noche ocurre al revés. Si el oxígeno suministrado en circuito cerrado baja de cierto límite, automáticamente entra aire del exterior para que las ratas no tengan perturbaciones. El próximo paso será experimentar con personas, porque queremos hacer un soporte de vida para humanos, no para ratas", bromea.
El doctor Gòdia frente a la puerta de la planta piloto MELiSSA, en la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) E.E.
Vista del interior de la 'sala blanca' en la que se llevan a cabo los procesos de nitrificación y de enriquecimiento de aire con oxígeno, así como la reproducción de células de espirulina y cianobacterias E.E.
Sobre los roedores y la cabeza de Gòdia pende un laberinto de conductos, manivelas, clavijas, tanques metálicos, pantallas de ordenador atestadas de números, sondas de medición de PH; un sinfín de cachivaches cuyo misterioso funcionamiento sólo atisba a conocer quien se engalona cada mañana con una bata blanca. Marcel, un ingeniero disfrazado con un EPI azul, saluda tras la cristalera que separa la estancia en la que se desarrolla la entrevista de la 'sala blanca', una habitación con presión positiva a la que nadie puede pasar sin protección para no contaminarla con microorganismos.
Al mirar la 'sala prohibida' los ojos se desvían hacia dos tanques con líquido color verde nuclear. En su interior flotan miles de microalgas de espirulina y cianobacterias salpicadas por pequeñas burbujas de oxígeno. Un chupito de ese brebaje sería fuente inagotable de vitaminas; 70% de pura proteína, el batido proteico perfecto para el astronauta del siglo XXII.
"Nosotros queremos crear un sistema de vida que funcione siempre, sin interrupciones", insiste Gòdia. Por eso, el reactor de líquido verdáceo que contiene las células de espirulina y las cianobacterias es esencial en MELiSSA: al igual que el 'Módulo B' de lechugas, las algas reciben a través de unos conductos parte del CO2 de la respiración de las ratas; por otro le llegan nitratos provenientes de orina humana, que previamente ha sido nitrificada en amonio en otro reactor; en tercer lugar, las células son iluminadas por la luz de unos pequeños focos led, lo que las permite crecer y reproducirse mediante fotosíntesis.
El 'mix' químico, al que Gòdia se refiere como 'integración', genera, por un lado, aire enriquecido con oxígeno que va de vuelta al módulo de las ratas y, por otro, células comestibles y biomasa. "En la siguiente etapa queremos incorporar una tecnología para recoger en continuo las microalgas y preparar un concentrado para alimento. Las cianobacterias salen ahora a dos gramos gramos por litro. Si quisieras hacer una quiche o un gazpacho de espirulina habría que concentrarlo mucho más".
Vista del reactor en cuyo interior se cultivan células de espirulina y cianobacterias E.E.
El experimento, ya de por sí sorprendente, no acaba ahí. Volvamos a la habitación del laboratorio de las ratas y las lechugas, a la que sí se puede acceder sin necesidad de enfrascarse en un EPI. El gigantesco tanque violeta de las hortalizas también captura el CO2 de las ratas, esencial para la fotosíntesis. Las semillas de las cien lechugas no se mantienen vivas en tierra regada con agua, sino en cultivos hidropónicos cuya base está confeccionada de un material poroso similar a la fibra de vidrio llamado rock wool. El líquido del regadío es (o debería ser, porque ponerlo en marcha es la siguiente fase del experimento) el nitrato extraído de la orina humana mezclado con agua. De momento utilizan un compuesto artificial.
"Tener muchas plantas también plantea un problema", continúa el científico. "Si tuvieras todas las plantas iguales, del mismo tamaño, el primer día tendrías plantas muy pequeñas y producirías poco oxígeno y el último día estarías en exceso. Lo que te interesa es tener sistemas en los que la utilización y generación de oxígeno esté equilibrada. Por eso plantamos de forma progresiva. Cada semana se añaden cinco de estas bandejas con plantas muy pequeñas. El ciclo son 4 semanas. Cada 7 días se van poniendo 25 nuevas y se sacan 25 maduras aptas para el consumo".
El módulo en el que crecen las lechugas mediante cultivo hidropónico E.E.
Vista lateral del módulo de cultivo de lechugas E.E.
Uno de los beneficios de las plantas es que evapotranspiran agua. "El agua lo condensas y utilizas para diluir la orina humana, que luego va al reactor de nitrificaicón, y del reactor de nitrificación viene de vuelta aquí convertida en nitrato". El ciclo de reutilización es perfecto, pero no está acabado. Una vez cumplan los objetivos de esta fase del proyecto, experimentarán con un reactor de hidrólisis de residuos orgánicos, que podrá 'reciclar' los restos de las hortalizas y otros compuestos y residuos –como las heces– para aprovechar sus componentes orgánicos. "Los residuos ya no son residuos, sino recursos que debemos utilizar", zanja el científico.
PREGUNTA.– Quizás los futuros exploradores espaciales que nos estén leyendo se pregunten si sólo van a poder comer lechugas en Marte.
RRESPUESTA.– (Risas) ¡En absoluto! El módulo de plantas del futuro será muy distinto. Aunque, primero, para alimentar a un astronauta, necesitaríamos tener otros dos módulos más de este tamaño [señala el 'Módulo B' violeta lleno de lechugas]. Aquí hay cinco metros cuadrados de hortalizas, pero un humano necesita quince, además de un reactor de espirulina para él solo. Con eso puede mantenerse indefinidamente. Luego, los menús serán rotatorios: nunca comerán lo mismo a lo largo de una semana.
P.– ¿Qué alimentos componen ese 'menú espacial'?
R.– Hace poco la Agencia Espacial Europea publicó un estudio en el que explicaba qué conjunto de plantas necesitaríamos cultivar para tener una alimentación equilibrada en carbohidratos, lípidos y grasas. Hay una enorme variedad. Un total de 21 plantas, de las cuales 8 son indispensables. De esas 8, nosotros tomaremos en MELiSSA unas cuantas: lechuga y kale, con la que empezaremos a finales de año, trigo, tomate, patata, remolacha. La lechuga, por ejemplo, se escoge porque es una buena productora de biomasa, aunque genera poco oxígeno; el trigo es justo lo contrario: produce mucho oxígeno para la parte comestible es más reducida. Si quieres tener un sistema para un humano debes incluir toda esa variabilidad.
P.– ¿Hay espacio para la hamburguesa?
R.– Bueno, lo que planteamos es un sistema donde la base son las proteínas de espirulina y los vegetales. Eso no quiere decir que en un momento más avanzado decidamos incorporar proteínas animales. Seguramente utilicemos sistemas de desarrollo de carne cultivada. Ahora bien, una cosa que debemos minimizar en el espacio es el procesado. Evidentemente, no llevaremos un cerdo para criarlo, matarlo y despiezarlo en Marte. No es práctico. Pero sí podremos cultivar células de cerdo, de pato o de pollo, que a través de una pequeña impresora 3D puedan darles cierta textura. Si las juntas con parte de las plantas, puedes tener una hamburguesa con texturas de hortalizas y proteínas animales cultivadas en un reactor.
El doctor Gòdia frente al módulo en el que se cultivan varias muestras de hortalizas E. E.
P.– ¿Cómo trasladamos todo esto a Marte? Quiero decir, tenemos un laboratorio gigante, aparatos descomunales... Habrá que simplificarlo todo, adaptarlo a los futuros viajes espaciales.
R.– Se tendria que adaptar, porque esto son condiciones terrestres. Habrá que hacer lo mismo adaptado para Marte. Por eso queremos demostrar es que en condiciones terrestres esa idea de ciclo en perpetuo mobile es posible y hasta qué punto es eficiente. De momento estamos en un 70%-80%. Lo primero que habrá que llevar son semillas. Muchas. Lo bueno es que pesan muy poco. Después hay que tener claro que en el desarrollo de todas estas tecnologías una de las cosas que siempre nos piden los astronautas es que la operabilidad de los sistemas sea lo más sencilla, automática y robusta posible para que ellos puedan dedicar su tiempo a otras cosas.
Es uno de los grandes retos, aunque eso no exime al astronauta de tener que realizar trabajos de supervisión. El hecho de que tengamos tripulaciones cada vez más alejadas de la Tierra y con una comunicación más lenta les obliga a ser más independientes y responsables. Tendrán que supervisar la tecnología, las reparaciones, el mantenimiento y mantener el sistema en funcionamiento. Así que les tocará recoger las plantas, plantarlas y recopilar los residuos de todo tipo, incluidos los suyos.
P.– ¿Cuál es el sistema actual de alimentación de los astronautas de la Estación Espacial Internacional?
R.– Hoy en día pueden tomar cualquier cosa. Sopas, fideos e incluso alimentos frescos. De hecho, cuando empiezan la misión les dejan algunos productos frescos las primeras semanas para que puedan adaptarse poco a poco a la comida del espacio. La mayoría de productos son alimentos liofilizados que después se rehidratan con agua. En la ISS también se recicla el agua. Una parte se electroliza para obtener oxígeno y el resto se tira. El CO2, para que no se acumule, se absorbe mediante láminas cuaternarias con unos compuestos de amonio. Ese CO2 capturado se lanza al exterior. Se pierde. El ciclo cerrado es limitado en algunas cosas. El alimento, por ejemplo, lo transportan. Los residuos sólidos los empacan y los mandan a la Tierra en naves no tripuladas, cuya fricción en el retorno hace que se quemen.
P.– ¿Cuánto ha costado este proyecto y cuáles son los cauces de financiación?
R.– Bueno, tenemos el huerto más caro de la zona (ríe). Cada uno de los seis compartimentos debe haber costado entre un millón y un millón y medio. Más luego la elaboración del laboratorio, el mantenimiento y el personal... Ponle que unos 15 millones. La financiación parte de la Agencia Espacial Europa y, quienes nos dan más soporte a la planta piloto son Centro para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación (CDTI) y, ahora, la Agencia Espacial Española.
El doctor Gòdia señala uno de los conductos por los que pasa el CO2 del compartimento de las ratas a los tanques de cianobacterias E.E.
Tras hora y media de visita, el doctor Francesc Gòdia concluye el tour por las instalaciones de la planta piloto de MELiSSA. El viaje ha sido intenso. "¡Ah, lo olvidaba!", salta de pronto mientras se apresura hacia un gigantesco armatoste de hierro, una suerte de cámara frigorífica gigante. "Lo acabamos de adquirir para ampliar el experimento de las lechugas", expone, orgulloso, mientras lo abre e inhala el olor a nuevo de su juguete científico.
Ni exhausto de tantas explicaciones pierde el brillo de la pasión en sus ojos al hablar de ciencia. Tratamos de reanimarlo con preguntas triviales. "¿Qué película de ciencia-ficción le parece más cercana a la realidad?". "No es que tenga mucho tiempo para ver cine", contesta. "No es mi fuerte, aunque, con sus 'peros', diría que The Martian hizo muy buen trabajo. También 2001... aunque me costó verla. La que me encantó fue Interstellar".
Antes de abandonar el laboratorio, Gòdia posa para una última fotografía frente a los tanques de cianobacterias. A uno le asalta la duda de si el nombre de este científico será estudiado en los libros de historia por nuestros tataranietos mientras saborean una deliciosa ensalada marciana antes de subirse al rover que los lleve al colegio.
El doctor Gòdia durante la entrevista con EL ESPAÑOL en la Escuela de Ingeniería de la UAB E.E.
