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Tecnologia de eletroagricultura transforma CO₂ e eletricidade em nutrientes para cultivos no escuro, enquanto pesquisas sobre comida em missões longas à Lua e a Marte avançam com foco em reduzir cargas enviadas da Terra.
A produção de alimentos no espaço está entre os temas pesquisados para missões de longa duração à Lua e a Marte, com uma frente científica voltada a transformar CO₂ e eletricidade em nutrientes para organismos cultivados no escuro.
Chamada de eletroagricultura, a tecnologia ainda passa por estudos, mas aparece em pesquisas como uma alternativa para reduzir parte da dependência de cargas de comida enviadas da Terra em viagens espaciais prolongadas.
Até o momento, não há indicação de que a Nasa tenha uma fazenda pronta para alimentar astronautas em Marte, mas há pesquisas universitárias e iniciativas ligadas à exploração espacial voltadas a esse objetivo.
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Esses estudos buscam sistemas capazes de produzir alimentos com menos luz, menos área ocupada e menor uso de recursos, fatores considerados relevantes em naves, bases lunares e possíveis instalações em Marte.
Missões tripuladas para Marte podem durar centenas de dias, e uma tripulação de seis pessoas exigiria grande volume de alimentos para atravessar a viagem com segurança.
Por esse motivo, agências espaciais e grupos de pesquisa avaliam tecnologias que permitam produzir parte da comida durante a missão, em vez de transportar todo o suprimento desde o lançamento.
Eletroagricultura tenta reduzir a dependência da luz
A eletroagricultura propõe uma forma alternativa de cultivo, baseada no uso de eletricidade para converter dióxido de carbono em acetato, uma molécula orgânica que pode servir de fonte de carbono e energia para determinados organismos.
Nesse processo, a conversão é feita por um eletrólisador, equipamento que utiliza corrente elétrica para transformar matérias-primas simples em compostos que podem ser aproveitados em sistemas biológicos controlados.
Após essa etapa, organismos como leveduras, algas, fungos e, em pesquisas mais recentes, plantas geneticamente modificadas, podem receber o acetato como fonte de alimentação em ambientes sem luz.
A proposta foi descrita por pesquisadores da Universidade da Califórnia em Riverside e da Universidade Washington em St. Louis em estudo publicado na revista Joule, segundo divulgação da Cell Press.
Segundo os pesquisadores, a ideia central é reduzir a dependência da luz solar ou de lâmpadas LED, já que a fotossíntese converte apenas uma pequena fração da energia luminosa em biomassa aproveitável.
Robert Jinkerson, professor de engenharia química e ambiental da UC Riverside, afirma que a agricultura poderá avançar para ambientes controlados e menos dependentes das condições naturais.
A equipe dele trabalha com Feng Jiao, pesquisador da Universidade Washington em St. Louis, no desenvolvimento de rotas químicas e biológicas para transformar CO₂ em alimento.
Eficiência até 18 vezes maior ainda depende de validação
Os resultados mais expressivos relatados nas pesquisas ocorreram com organismos que já conseguem crescer sem luz, como leveduras, algas e fungos.
Estudos citados pelos pesquisadores indicam que, em alguns casos, a conversão de energia em alimento pode ser até 18 vezes mais eficiente do que métodos tradicionais baseados em açúcar vindo de plantas cultivadas por fotossíntese.
Com plantas, porém, os experimentos ainda enfrentam limitações técnicas que impedem a aplicação direta do método como fonte completa de alimento em uma missão espacial.
Alface, tomate e pimentão foram testados com acetato marcado com carbono-13, o que permitiu verificar se a molécula era incorporada aos tecidos vegetais.
Os experimentos mostraram que as plantas conseguiam absorver o composto, embora ainda não tenham apresentado crescimento significativo apenas com essa fonte de energia.
Para tentar superar essa limitação, pesquisadores utilizam ferramentas de edição genética, como o CRISPR, com o objetivo de reativar vias metabólicas presentes nas sementes durante a germinação.
Na fase inicial de crescimento, a planta usa reservas internas antes de depender plenamente da fotossíntese, e a proposta dos estudos é adaptar esse mecanismo para melhorar o aproveitamento do acetato.
Ainda assim, o processo depende de validação adicional antes de ser considerado uma solução aplicável em larga escala para cultivo de alimentos fora da Terra.
Na fase atual, a eletroagricultura aparece como tecnologia em desenvolvimento, não como substituta pronta das lavouras convencionais nem como sistema comprovado para alimentar uma tripulação inteira em Marte.
A própria pesquisa indica que os ganhos mais consistentes, até agora, ocorreram em organismos mais simples de cultivar no escuro, especialmente fungos, algas e leveduras.
Nasa busca comida para missões de longa duração
A Nasa e a Agência Espacial Canadense lançaram o Deep Space Food Challenge em 2021 para estimular tecnologias capazes de produzir alimentos seguros, nutritivos e palatáveis em missões de longa duração.
O objetivo declarado do desafio é desenvolver sistemas que usem poucos recursos, gerem pouco desperdício e também possam ter aplicação em ambientes extremos na Terra.
Esse programa ajuda a explicar o interesse por soluções como a eletroagricultura, embora diferentes tecnologias sejam avaliadas para atender às necessidades nutricionais de astronautas em viagens prolongadas.
Em uma nave, uma base lunar ou uma futura instalação em Marte, fatores comuns na agricultura terrestre se tornam restrições técnicas, como falta de grandes áreas disponíveis e necessidade de controle rigoroso de luz, água e nutrientes.
A irrigação também apresenta desafios em microgravidade, porque água, ar e nutrientes precisam circular de forma previsível para evitar acúmulo de umidade, falhas de crescimento e contaminação microbiana.
Por isso, sistemas fechados, com reciclagem de ar e nutrientes, são estudados como parte da engenharia alimentar voltada a missões espaciais de longa duração.
Além das plantas, outras propostas analisadas para o espaço incluem fungos, microrganismos, proteínas alternativas e módulos de cultivo projetados para operar com baixo consumo de recursos.
A competição organizada pela Nasa busca comparar diferentes caminhos tecnológicos, sem depender de uma única solução para todas as necessidades nutricionais dos astronautas.
Produção de alimentos no espaço pode impactar a Terra
Embora o foco inicial esteja em missões espaciais, a eletroagricultura também é estudada por seu possível uso em cidades densas, regiões com pouco solo fértil e locais afetados por secas, frio extremo ou desastres.
Em tese, alimentos poderiam ser produzidos em ambientes fechados, com controle de temperatura, água e nutrientes, desde que a tecnologia alcance eficiência, segurança e escala compatíveis com aplicações reais.
Outra possibilidade apontada por pesquisadores envolve reduzir a necessidade de grandes áreas agrícolas para determinados cultivos de alto valor, especialmente aqueles voltados à produção de ingredientes específicos.
Entre as aplicações citadas em pesquisas estão alimentos frescos, compostos usados pela indústria, vacinas, medicamentos e ingredientes de alto valor, desde que a eficiência e a segurança sejam comprovadas em escala maior.
Antes de qualquer uso amplo, porém, há questões técnicas e regulatórias a resolver, incluindo custo energético, estabilidade genética das plantas modificadas, controle de contaminações e regras para produção em ambientes fechados.
Produzir uma amostra em laboratório não equivale a manter um sistema alimentar confiável durante meses ou anos, especialmente em um ambiente espacial com recursos limitados e alta exigência operacional.
A pesquisa sobre comida no espaço indica que missões longas a Marte dependem de sistemas capazes de produzir alimento, reciclar recursos e funcionar com previsibilidade longe da Terra.
Para que viagens desse tipo se tornem sustentáveis, tecnologias como a eletroagricultura ainda precisam avançar em eficiência, segurança, escala e validação prática em ambientes controlados.
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