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giovedì, 1 Ottobre, 2020

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LED per coltivare piante nello spazio

Da diversi anni i maggiori enti spaziali stanno programmando la missione su Marte.
Non prendiamoci in giro, gli ostacoli sono moltissimi e di sicuro non raggiungeremo il pianeta rosso fra quindici anni, come sentiamo dire da diverso tempo. A differenza delle normali missioni sulla ISS, rifornire gli astronauti sarà impossibile: è pertanto essenziali che diventino autosufficienti e per questo motivo si stanno studiando dei sistemi per coltivare le piante nello spazio. Una ricerca che sta vedendo la luce è quella della Purdue University dove è stato ipotizzato un metodo alternativo per fornire luce a sufficienza per far germogliare le piante. Questo sistema prevede l’utilizzo dei Diodi ad emissione luminosa, i famosi LED che ritroviamo in varie applicazioni, in questo caso di colore rosso e blu.

Lo studio è stato condotto da Cary Mitchell e da Lucie Poulet, che hanno studiato le foglie di lattuga: queste crescono se illuminate da un impianto a LED per il 95% rossi e per il 5% blu. L’impiego di questa innovazione sarà notevolmente utile se si considerano e ridotte scorte energetiche che ci sono nello spazio: utilizzando i LED infatti si risparmia quasi il 90% di energia rispetto a una tradizionale forma di illuminazione per coltivazioni in serra. I led potranno tornare utili anche per i sistemi di agricoltura controllata e i sistemi agricoli verticali sul nostro pianeta. Mitchell ha spiegato: «Sulla Terra tutto è guidato dalla luce del Sole e dalla fotosintesi. Il problema che si pone è come replicare questo fenomeno nello spazio. Se è necessario generare della luce con risorse energetiche limitate, i LED allora sono la scelta migliore».

Fino a questo momento il problema principale per la realizzazione di questo progetto è stato il costo energetico: le grandi e pesanti lampade tradizionale ad alta pressione, utilizzate per simulare la luce solare stimolando così il processo di fotosinetsi, consumano generalmente dai 600 ai 1000 watt. Il rischio maggiore è quello di sovraccaricare di energia l’impianto che potrebbe non solo bruciare le piante (se le lampade vengono posizionate troppo vicino) ma anche andare in corto circuito se sprovviste di un adeguato sistema di raffreddamento: energia aggiuntiva che si somma alla soglia dei 1000 watt. A tal proposito, la ricercatrice Poluet ha detto: «Ci vorrebbe un reattore nucleare per sfamare quattro persone quotidianamente con piante cresciute utilizzando la luce elettrica tradizionale».

Al contrario sono decisamente più efficienti i LED che richiedono solamente 1 watt l’uno e sono molto più piccoli delle lampadine utilizzate abitualmente, considerando anche la loro longeva durata. Inoltre i LED non mettono calore (anche toccandoli non ci si scotta) motivo per cui li si può posizionare più vicino alle piante (anche a soli 4 centimetri di distanza al fronte dei 120 delle lampade tradizionali) indirizzando meglio la luce e risparmiando spazio sul modulo senza il rischio di bruciarle e mandare in fumo il raccolto. Il passo successivo sarà quello di capire come e quando aumentare e diminuire la luce a seconda delle varie fasi di crescita, soprattutto per risparmiare energia.

La ricerca pubblicata su Life Sciences è consultabile gratuitamente

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Antonio Piazzolla
Giornalista e divulgatore scientifico; caporedattore di Close-Up Engineering, è una delle firme di Forbes Italia e autore su Le Stelle, la rivista di divulgazione astronomica fondata da Margherita Hack. Ha collaborato con BBC Scienze Italia, HuffPost Italia, l’Espresso, Il Messaggero e Business Insider Italia.