Un intero mondo vivente racchiuso in un cubo di appena sei centimetri per lato. Non è fantascienza, ma il risultato di una ricerca italiana che apre nuove prospettive per l’esplorazione spaziale e la sostenibilità delle future missioni di lunga durata. Un team di scienziati della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, in collaborazione con il Gran Sasso Science Institute, ha sviluppato uno dei più piccoli e avanzati sistemi di supporto vitale biorigenerativi mai realizzati, integrando un microecosistema completo all’interno di un microsatellite.
La ricerca, pubblicata sulla rivista scientifica Acta Astronautica, rappresenta un importante passo avanti nella miniaturizzazione dei Bioregenerative Life Support Systems (BLSS), tecnologie che utilizzano organismi viventi e processi naturali per produrre e riciclare risorse essenziali come ossigeno, acqua e, potenzialmente, cibo. Il progetto COSMIC – acronimo di “COntrolled Space MIcroecological system supporting eCopoiesis” – è coordinato da Donato Romano, professore associato all’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna, con Marco Griffa come primo autore dello studio.
All’interno del minuscolo contenitore convivono piante, piccoli artropodi del suolo, acqua e substrato, formando un ecosistema autosufficiente. La vera innovazione sta nell’integrazione tra componente biologica e tecnologica: sensori miniaturizzati e sistemi di controllo monitorano costantemente parametri fondamentali come la composizione dei gas, l’illuminazione e le condizioni ambientali, permettendo una cooperazione continua tra vita ed elettronica.
Durante i test condotti sulla Terra, il sistema è rimasto completamente isolato per quattro mesi, funzionando come un ambiente chiuso ma dinamico, capace di autoregolare l’anidride carbonica attraverso i cicli naturali legati alla fotosintesi e all’attività biologica. Le simulazioni hanno inoltre confermato che il microecosistema può resistere alle condizioni estreme tipiche delle missioni spaziali, comprese le vibrazioni del lancio e l’ambiente orbitale, rendendolo compatibile con l’utilizzo su CubeSat in orbita terrestre bassa.
Le applicazioni potenziali vanno oltre il semplice supporto vitale. Il microecosistema potrebbe infatti funzionare come biosensore orbitale, permettendo di studiare in tempo reale gli effetti delle radiazioni cosmiche, della microgravità e delle variazioni del campo magnetico sugli organismi viventi. A questo scopo, i ricercatori hanno sviluppato anche un innovativo monitor di radiazione compatto, basato su scintillatori e sensori di luce, progettato per analizzare l’impatto delle radiazioni sui sistemi biologici e ottimizzare la progettazione delle schermature protettive.
Secondo i ricercatori, la miniaturizzazione estrema e l’integrazione tra vita ed elettronica aprono la strada allo sviluppo di infrastrutture spaziali più efficienti e scalabili, rendendo le missioni di lunga durata più sostenibili e autonome. Ma i benefici potrebbero estendersi anche alla Terra, con applicazioni che spaziano dalla gestione sostenibile delle risorse allo sviluppo di tecnologie bio-ispirate per affrontare le sfide ambientali del nostro pianeta.