Agricoltura e Spazio: una simbiosi da sei miliardi di dollari

Punti Chiave:

• L’agricoltura in orbita: requisiti e problematiche
• I progetti di ricerca italiani per coltivare nello Spazio esterno
• Gli strumenti spaziali per migliorare la produttività sulla terra
• Coltivare con i droni per essere più efficienti

Coltivazione in Orbita e Earth Observation Tecnologies

Il materiale più raro nell’Universo, secondo quelle che sono le nostre conoscenze, non è ne l’oro, ne il platino, ne il diamante: è il legno. Se prendiamo il Sistema Solare, infatti ci sono asteroidi fluttuanti nel vuoto che hanno immense quantità di minerali rari, ma soltanto sulla Terra possiamo trovare il legno, poiché solo li esiste l’incredibile alchimia di fattori cosmici che determina la possibilità di crescita spontanea della vita vegetale. Probabilmente, nel pensare di Spazio, l’agricoltura non è la prima cosa che viene in mente, eppure, sopratutto nell’accezione dello studio e comprensione dei sistemi ecologici chiusi, rappresenta un settore assolutamente fondamentale della sopravvivenza. Ma perché agricoltura ed ecologia sono così importanti per lo spazio? Coltivazione in orbita vuol dire produrre cibo e ossigeno in maniera semi spontanea, e quindi essere in grado di prolungare la vita delle operazioni spaziali senza essere completamente dipendenti dai rifornimenti spediti, a costi stratosferici, dalla Terra. In altre parole, è qualcosa di fondamentale non solo per il miglioramento della qualità della vita nelle missioni spaziali, ma per il loro stesso miglioramento. Una volta fatti importanti investimenti per la risoluzione dei problemi tecnologici più evidenti, come ad esempio il costo e la capacità di carico dei vettori, non sorprende quindi che una parte dell’attenzione e degli investimenti si siano direzionati verso il rapporto tra l’agricoltura e lo Spazio. C’è poi un secondo livello di interazione tra lo Spazio e l’agricoltura: quello delle Earth Observation Tecnologies. Il settore, che in Italia è molto promettente, valendo circa 340 milioni di euro, con una flessione di crescita per il 2026 del +17%, fonde il campo della nuova frontiera dell’innovazione scientifica, con quella che è la più antica tecnologia della civiltà umana stanziale. Il rapporto tra agricoltura e Spazio è fortemente simbiotico: la raccolta di dati dallo spazio aiuta a rendere più efficienti le attività di coltivazione, mentre al tempo stesso consente di osservare e comprendere, anche integrando saperi e tecnologie tradizionali, il funzionamento degli ecosistemi e della vita vegetale.

Come si coltiva nello Spazio

Questo è uno degli aspetti più interessanti dell’intera questione, sia da un punto di vista tecnologico che filosofico. Per capire bene quelle che sono le metodologie, le preferenze e gli obiettivi dell’agricoltura nello Spazio, è importante iniziare definendo quelle che sono le specifiche dell’ambiente in cui si opera. Attualmente, esiste un piccolo numero di proto-habitat orbitali, ovvero costruzioni spaziali in orbita stabile che sono abitate in maniera semi permanente, come la ISS, e un certo numero di manufatti più piccoli che ospitano crew di astronauti ma che sono progettati con un ciclo vitale breve. Il minimo comune denominatore di entrambe queste tipologie di oggetti è la mancanza di spazio fisico: le nostre capacità di lancio sono ancora molto limitate, per cui il peso e le dimensioni di ogni singolo componente devono essere ridotti al minimo possibile, garantendo comunque sicurezza e affidabilità come primo parametro. Coltivare in orbita è desiderabile sia perché consente di risparmiare qualcosa in termini di rifornimenti da inviare, ma anche perché aiuta il riciclo dell’aria: in entrambi i casi, un potenziale risparmio di spazio di carico. Quindi, e questo è l’aspetto ideologicamente interessante, la coltivazione in orbita poggia su un presupposto completamente contrario a quello dell’agricoltura industriale sulla Terra: non conta la resa che si ottiene per metro quadrato, ma piuttosto quanto spazio e risorse richiede coltivare, e quanti nutrienti può garantire la pianta, occupando poco spazio con il raccolto. Attualmente, la ricerca e gli investimenti vanno quindi nella direzione di colture che producano frutti piccoli, ma dall’alto valore nutrizionale. C’è poi anche l’aspetto, assolutamente importante, dei tentativi che stanno venendo fatti per testare le procedure di coltivazione su terreni alieni. Esattamente come le piante terrestri non sempre attecchiscono allo stesso modo in zone diverse del pianeta, non solo per il clima ma anche per le proprietà del suolo, allo stesso modo, e a maggior ragione, questo presenta delle difficoltà quando si pensa di andare a coltivare su suoli che sono extraterrestri. La capacità di sviluppare vita vegetale sarà alla base di qualsiasi progetto di insediamento in corpi celesti diversi dal nostro pianeta, non ultimo perchè rappresenta il mezzo primario con cui propagare la vita microbiotica essenziale per ogni altra forma di vita. Testare con attenzione e ripetutamente è d’obbligo: un raccolto fallito nel momento sbagliato, tenendo conto delle distanze e della complessità di raggiungimento dei siti, potrebbe tradursi in una condanna a morte. In questo senso, l’esperimento più interessante, di cui si ha notizia, è stato quello per tentare di coltivare piante di ceci in un compost contenente quantità crescenti di regolite lunare. I dati, divulgati nel Marzo del 2026, hanno mostrato che le piante riescono a sopportare fino al 75% di presenza di materiale che simula la roccia lunare, fallendo invece quando le percentuali salgono sopra questa soglia.

I progetti italiani di coltivazione orbitale

Nel settore dell’agricoltura spaziale, l’Italia ha un ruolo di primo piano. Molti potrebbero non comprendere appieno i perché di questo fatto, che ha radici nella storia e nella conformazione del nostro paese. Al netto dello stigma sociale che il contadino e il lavoro agricolo ha avuto nell’Italia del Miracolo Economico, la naturale biodiversità climatica, geologica e morfologica del nostro paese hanno reso, per forza di cose, il lavoratore della terra il custode di un tesoro di saperi che, nel resto dell’Europa, venivano rapidamente dimenticati a causa dell’industrializzazione e della creazione dei grandi distretti agricoli. La logica è quella cui facevamo riferimento per l’agricoltura nello spazio: sulla Terra il principio fondamentale è la resa per ettaro, con meno lavoro possibile per abbassare i costi. Questo ha fatto si che, dove esistevano terreni fertili pianeggianti o collinari, si siano creati grandi distretti agricoli dominati da meccanizzazione e coltura intensiva di varietà ad alta resa e crescita rapida, con la quasi scomparsa di varietà autoctone o specializzate su determinati climi, che quasi sempre erano portatrici anche di proprietà organolettiche speciali. Basti pensare che in Europa, prima delle grandi pestilenze, si coltivava il grano anche in alta montagna, evidentemente con varietà particolarmente resistenti alle asperità del clima e del terreno. L’expertise italiana nel campo agricolo è oggi canalizzata attraverso società, enti pubblici e laboratori di ricerca universitari che, in collaborazione con ASI, hanno messo in campo dei progetti fondamentali per il futuro dell’esplorazione spaziale. C’è una certa bellezza poetica nel considerare che, mentre le grandi società e le potenze economiche cercano di studiare soluzioni profittevoli, un problema reale e fondamentale sia affrontato e parzialmente risolto dal bistrattato e spesso negletto, settore pubblico della ricerca italiana. Dietro i successi spaziali italiani in questo campo, c’è infatti una collaborazione dell’ ENEA– Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile, ASI e l’Unimi. Già nel 2018 la cordata aveva segnato un grande risultato con Hortextreme, che nell’ambito della AMADEE-18, missione austriaca in collaborazione con le autorità dell’Oman, che ha simulato possibili condizioni ambientali di una ciurma di astronauti sulla Luna o Marte (salvo, evidentemente, la gravità), con la realizzazione di un modulo di coltivazione “compresso” in 4 metri quadrati. Hort³ il nome dell’unità, ha tentato con successo, la coltivazione di quattro tipi di microverdure a ciclo di crescita rapido (15 giorni circa) in sistema idroponico automatizzato a riciclo di acqua e senza pesticidi.

Coltivazione estrema: Greencube, ReBUS e Biomirate

Già nel 2022 la cordata, con l’aggiunta di un team di ricerca della Federico II di Napoli, aveva incassato un successo notevole con il progetto Greencube, un minisatellite attrezzato come serra idroponica automatizzata, che ha rappresentato il primo esperimento di coltivazione autonoma in orbita. L’esperimento ha registrato un successo pieno, in termini di risultati e raccolta di dati, e fu successivamente riutilizzato, grazie alla componentistica di bordo, come satellite per le comunicazioni. Anche qui, l’Italia ha segnato un primato: Greencube è infatti stato il primo satellite affidato alla comunità radioamatoriale, cambiando denominazione in IO-117. Incrociando i dati raccolti dall’esperienza di Hortextreme e di Greencube, è stato poi possibile avviare progetti che non solo studiassero la coltivazione di vegetali, ma la costruzione di sistemi biologici integrati. Dunque, non solo vita vegetale sotto il controllo dell’uomo, ma anche batterica, in grado di digerire lo scarto organico e trasformarlo in compost. Proprio questo è lo scopo di Resource Bio-Utilization for Life Support in Space, in breve ReBUS. Il progetto ha studiato una soluzione per la costruzione di un ciclo biologico integrato grazie alle larve della mosca soldato, e sopratutto la selezione di particolari consorzi di batteri anaerobici, in grado quindi di vivere senza aria. ReBUS ha prodotto risultati notevoli sulla Terra in condizioni simulate, ma è in attesa di un test definitivo in orbita. Proprio l’elemento microbiotico è tra i più importanti per la costruzione di cicli biologici integrati e biorigenerativi, poiché svolge un ruolo fondamentale che è difficile tenere sotto controllo. In particolare, uno dei problemi osservati per la prima volta con Greencube, è stato quello delle radiazioni. Lo Spazio è infatti fortemente radioattivo, è l’operazione su corpi celesti privi di un’atmosfera adatta, così come anche la dipendenza da una schermatura artificiale nel caso di satelliti e orbitanti artificiali, rimane un limite ambientale assolutamente prioritario. Lo studio di soluzioni a questo problema è stato promosso da Asi con il progetto Biomirate: una partnership strategica tra ENEA, l’università di Tor Vergata e la Fondazione Edmund Mach Italia, che si è concretizzata in uno studio aperto nel 2024, e che si chiuderà nel 2027. Lo scopo di Biomirate è studiare gli organismi che, tramite l’autoriparazioni del DNA, sono qualificabili come estremofili, cioè in grado di sopravvivere a condizioni di estrema entropia. Lo scopo è riuscire a sintetizzare ed integrare in organismi molecole con attività radioprotettiva, ponendo quindi le basi per futuri sviluppi per la vita organica nel nostro Sistema Solare.

Le Earth Observation Tecnologies

Abbiamo già parlato di quanto le Earth Observation Tecnologies, quelle tecnologie di osservazione satellitare della Terra che fanno uso di lenti e strumenti di misurazioni estremamente sofisticati, siano un settore economico molto importante nella Space Economy italiana. Questo è vero sia da un punto di vista economico, che di proiezione e presenza tecnologica. In effetti, la maggior parte del valore economico di agricoltura e Spazio si genera proprio in questo campo: la possibilità di poter accedere e usufruire di dati satellitari di qualità a prezzi ragionevoli ha infatti enormi ricadute nel settore agricolo, dalla coltivazione fino ai macchinari. Di nuovo, alta tecnologia e agricoltura è forse un binomio che non è immediatamente immaginabile per la maggior parte degli utenti, eppure si tratta di un settore dinamico e promettente, che potrebbe cambiare profondamente il modo in cui si coltiva. Materialmente parlando, la possibilità di osservare dallo spazio dei dati particolari, come per esempio fertilità del suolo (grazie alla concentrazione della crescita vegetale), oppure il drenaggio sotterraneo delle acque possono consentire di regolare i livelli di fertilizzante o ottimizzare il tipo di coltivazioni da fare in un determinato campo. In questo senso, la novità più interessante in Italia per il 2026 sarà il PRISMA second Generation: un progetto finanziato da Asi e affidato a OHB Italia. Grazie alla messa in orbita di un satellite dotato di lenti iperspettrali di nuova generazione, la capacità di analisi e dettaglio potrà essere ingrandita dai 30 metri attuali, ad appena 10. Ma la simbiosi tra agricoltura e Spazio va anche oltre. Comunicazioni satellitari avanzate, quelle che hanno grande precisione e tempi di reazioni velocissimi, permettono anche di utilizzare un nuovo tipo di macchinari agricoli. Non più soltanto grandi e pesanti mezzi, ma droni da carico in grado di sollevare piccoli carichi, che per l’appunto consentono di lavorare con precisione sui campi. Cosa ancor più importante, consentono di farlo con dei costi sensibilmente più bassi: uno studio sperimentale condotto in indonesia ha mostrato un calo dei costi complessivo del 28% tra un campo fertilizzato con uno spargitore tradizionale e un processo condotto tramite droni. In effetti, i macchinari costano di più, indicativamente un 70-100 euro per ettaro, ma consentono un utilizzo più intelligente ed efficiente del fertilizzante, richiedendone quindi potenzialmente molto meno. In Italia, c’è poi da considerare le ricadute che l’utilizzo di droni e di earth observation tec possono avere rispetto all’agricoltura eroica, che in alcune regioni è storicamente rilevante e molto diffusa. Si tratta di un settore interessante, che avrà sicuramente un grosso sviluppo nel prossimo periodo: prova ne è che già oggi, e in alcuni casi da diversi anni, sono operanti sulla scena italiana società che offrono servizi di droni agricoli.