AGRICOLTURA BIORIGENERATIVA, DALLA STAZIONE SPAZIALE A MARTE
Adunanza di alto profilo scientifico e simbolico all’Accademia di Agricoltura di Torino presieduta dal professor Marco Devecchi. Il 26 febbraio scorso la professoressa Stefania De Pascale, ordinaria di Orticoltura e Floricoltura all’Università degli Studi di Napoli Federico II, è tornata nella città in cui si è formata, presentata dalla professoressa Elena Accati, sua docente ai tempi dell’Università di Torino. Un passaggio generazionale e culturale che ha intrecciato storia dell’agricoltura, esplorazione spaziale e transizione ecologica.
De Pascale, inserita nel 2% dei migliori scienziati al mondo nel proprio settore secondo lo studio della Stanford University, ha fondato nel 2019 il Laboratory for Crop Research for Space ed è autrice del volume Piantare patate su Marte. Un lungo viaggio dell’agricoltura, premiato nel 2025 con il Premio Speciale Giancarlo Siani per l’ambiente.
Dallo spazio lineare all’ecosistema chiuso
L’agricoltura, ha ricordato De Pascale, rappresenta “una delle più grandi rivoluzioni della storia dell’uomo, seconda solo alla scoperta del fuoco”. Oggi quella stessa agricoltura è chiamata a misurarsi con la sfida più estrema: garantire vita e cibo oltre l’orbita terrestre.
Sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) operano sistemi fisico-chimici di rigenerazione che consentono, per esempio, il recupero fino al 98% dell’acqua attraverso filtrazione, distillazione e purificazione. Si tratta tuttavia di un modello ancora lineare: le risorse vengono trasportate dalla Terra e i rifiuti, in larga parte, eliminati al rientro in atmosfera.
In missioni di lunga durata questo approccio non è sostenibile. Ogni astronauta necessita di 5–15 kg al giorno di risorse essenziali tra acqua, ossigeno e cibo, pari a 2–5,5 tonnellate annue. Una missione verso Marte, stimata in almeno 500 giorni, renderebbe logisticamente ed economicamente impraticabile il semplice stoccaggio delle scorte. La soluzione è il passaggio a sistemi biorigenerativi di supporto alla vita: ecosistemi artificiali chiusi in cui produttori (piante), consumatori e decompositori interagiscono in equilibrio dinamico, replicando i cicli biogeochimici terrestri.
Le piante come infrastruttura vitale
“Nello spazio non esistono taverne”, ha osservato con un’immagine efficace la docente: tutte le risorse devono essere prodotte o rigenerate in situ. Le piante assumono quindi una funzione infrastrutturale: fotosintesi per la rigenerazione dell’ossigeno, traspirazione e condensazione per il recupero idrico, produzione di biomassa alimentare.
Dal 2015 gli astronauti hanno consumato ufficialmente ortaggi coltivati in microgravità nella facility NASA “Veggie”, basata su sistemi capillari e substrati porosi che sostituiscono la gravità nel movimento dell’acqua. L’evento, parafrasando l’astronauta Neil Armstrong, fu salutato con la frase: “Un piccolo morso per un uomo, un grande balzo per l’umanità”.
Le ricerche più recenti si concentrano sui micro-ortaggi: giovani plantule raccolte a 1–3 settimane dalla germinazione, caratterizzate da elevata densità nutraceutica. Con circa 100 grammi di microgreens è possibile coprire il fabbisogno giornaliero di vitamina C di un adulto. Un progetto coordinato dall’ASI (Agenzia Spaziale Italiana) ha testato la produzione automatizzata in microgravità, raggiungendo nel 2022 un’orbita di 6.000 km, il “più lontano orto” mai realizzato.
Dalla Luna a Marte: genetica, suoli e radiazioni
Le prospettive Artemis (programma della Nasa e di altre agenzie spaziali) https://www.nasa.gov/artemis e le future basi lunari impongono un salto di scala: non solo ortaggi freschi, ma colture caloriche e proteiche – cereali, leguminose, tuberi – per sistemi autosufficienti.
Le criticità ambientali sono rilevanti. Su Marte la pressione atmosferica è inferiore all’1% di quella terrestre, l’atmosfera è composta per il 95% da CO2 e la temperatura media è di –55 °C. Le radiazioni ionizzanti rappresentano un ulteriore fattore limitante.
Il gruppo napoletano partecipa a progetti ESA (Agenzia Spaziale Europea) e ASI per migliorare la tolleranza delle piante alle radiazioni mediante pre-irraggiamento dei semi e tecniche di evoluzione assistita, con modifiche genetiche mirate senza introduzione di DNA esterno. Inoltre si studia l’uso di simulanti di regolite lunare e marziana, poveri di sostanza organica e nutrienti, da ammendare con biomasse processate.
Il programma europeo MELiSSA, attivo dal 1989, integra piante, batteri, cianobatteri e comparti di decomposizione in un ciclo chiuso sperimentato anche in ambienti analoghi quali l’Antartide, nel progetto EDEN ISS.
Ricadute per l’agricoltura terrestre
L’intervento torinese ha evidenziato un punto strategico per il settore primario: le tecnologie sviluppate per lo spazio stanno già trasformando l’agricoltura terrestre. Illuminazione LED ad alta efficienza, coltivazioni verticali, sensoristica avanzata per l’irrigazione di precisione e sistemi idroponici a ciclo chiuso derivano in larga parte da ricerche finanziate originariamente in ambito spaziale.
La coltivazione verticale, per esempio, può ridurre drasticamente la superficie necessaria per produrre 1 kg di lattuga fresca al giorno, passando da 90 m² in pieno campo a circa 0,3 m² in sistemi vertical farm multilivello ad alta densità. Un dato che richiama direttamente le strategie di intensificazione sostenibile e di efficientamento dell’uso del suolo nelle aree periurbane.
Il messaggio conclusivo di De Pascale sintetizza la portata culturale della ricerca: “Piante nello spazio, più spazio alle piante sulla Terra”. L’agricoltura spaziale non rappresenta un esercizio futuristico, ma un laboratorio estremo di economia circolare applicata. In un contesto di cambiamento climatico, scarsità idrica e pressione demografica, le soluzioni sviluppate per ambienti extraterrestri offrono modelli operativi per rafforzare la resilienza dei sistemi agroalimentari terrestri.
Non esiste un pianeta B. La sfida marziana diventa così uno specchio tecnologico e morale per il pianeta A: rigenerare risorse, chiudere i cicli, valorizzare il ruolo primario delle piante come infrastruttura biologica della vita.