Il 26 aprile 1986 il reattore numero 4 della centrale nucleare di Chernobyl, in Ucraina, esplose, provocando il più grave incidente nucleare della storia. Negli anni successivi gli scienziati che entrarono nelle rovine del reattore trovarono qualcosa di inatteso: sulle pareti, in mezzo a livelli di radiazione altissimi, crescevano dei funghi neri. Alcuni di questi funghi sembravano non solo sopravvivere alle radiazioni, ma crescere meglio grazie a esse. Oggi si studia se possano servire a proteggere gli astronauti su Marte.
I funghi radiotrofici
I funghi raccolti a Chernobyl appartengono a diverse specie, tra cui Cladosporium sphaerospermum, Wangiella dermatitidis e Cryptococcus neoformans. Hanno una caratteristica in comune: contengono grandi quantità di melanina, lo stesso pigmento scuro che colora la pelle e i capelli umani e ci protegge dai raggi ultravioletti.
Nel 2007 un gruppo di ricercatori guidato dalla radiofarmacologa Ekaterina Dadachova, allora all'Albert Einstein College of Medicine di New York, osservò che alcuni di questi funghi, esposti a radiazioni ionizzanti centinaia di volte superiori a quelle naturali, crescevano più velocemente. Ipotizzarono che la melanina potesse catturare l'energia delle radiazioni e trasformarla in una forma utilizzabile dalla cellula, in modo vagamente simile a come la clorofilla usa la luce nella fotosintesi. Chiamarono questo processo radiosintesi e i funghi radiotrofici.
Il meccanismo non è ancora del tutto chiarito, e non tutti gli scienziati sono convinti che si tratti di un vero sfruttamento dell'energia. Ma la capacità di questi funghi di resistere alle radiazioni è ben documentata.
Il problema delle radiazioni nello spazio
Sulla Terra siamo protetti dalle radiazioni cosmiche dall'atmosfera e dal campo magnetico, che intrappola le particelle cariche nelle fasce di Van Allen. Nello spazio profondo e su Marte questa protezione non c'è. Marte ha un'atmosfera sottilissima e nessun campo magnetico globale, e la sua superficie è bombardata dai raggi cosmici galattici e dalle particelle emesse dal Sole durante le tempeste.
Secondo le misure del rover Curiosity, un astronauta che trascorresse un anno e mezzo sulla superficie marziana, più il viaggio di andata e ritorno, riceverebbe una dose di radiazioni vicina ai limiti massimi fissati per un'intera carriera. Il rischio principale è un aumento della probabilità di tumori, ma le radiazioni possono danneggiare anche il sistema nervoso e il cuore. Proteggere gli habitat è uno dei problemi più difficili delle future missioni.
L'esperimento sulla Stazione Spaziale
Gli scudi tradizionali, come spessi strati di acqua, di plastica o di regolite marziana, funzionano, ma sono pesanti o difficili da costruire. L'idea di usare un fungo ha un vantaggio enorme: si può portare in piccole quantità e poi farlo crescere sul posto, e si ripara da solo se danneggiato.
Nel 2018-2019 un gruppo di ricercatori statunitensi, tra cui studenti delle scuole superiori, ha fatto crescere Cladosporium sphaerospermum sulla Stazione Spaziale Internazionale per circa un mese, in una piastra divisa in due metà: una con il fungo, l'altra senza. Sotto la piastra un sensore misurava le radiazioni. I risultati, diffusi nel 2020, mostrarono che il fungo cresceva più velocemente in orbita che a terra, e che uno strato di circa 1,7 millimetri riduceva le radiazioni misurate sotto di esso di qualche punto percentuale.
Secondo le stime dei ricercatori, uno strato di una ventina di centimetri potrebbe schermare in modo significativo un habitat su Marte. Mescolando il fungo con la regolite marziana, lo spessore necessario potrebbe ridursi. Sono calcoli preliminari, basati su un esperimento piccolo, ma aprono una possibilità interessante.
Materiali viventi
L'idea si inserisce in un campo di ricerca in crescita: i materiali biologici per l'esplorazione spaziale. La NASA ha finanziato studi sul micelio, la rete di filamenti dei funghi, come materiale da costruzione: si potrebbe portare su Marte un "seme" di fungo e farlo crescere in forme predefinite, ottenendo mattoni leggeri e resistenti. Anche i progetti di città marziane, come Nüwa City, prevedono di usare il più possibile risorse locali invece di trasportare tutto dalla Terra.
I limiti dell'idea
Prima di pensare a una base marziana rivestita di funghi, restano molte domande. Non sappiamo come i funghi si comporterebbero nelle condizioni di Marte, con temperature molto basse, atmosfera rarefatta e pochissima acqua: dovrebbero crescere all'interno di strutture protette, alimentati con nutrienti e acqua. Non è chiaro quanto a lungo resterebbero efficaci, né se la schermatura osservata dipenda davvero dalla melanina o semplicemente dalla massa del materiale organico. Servono esperimenti più lunghi e più controllati, possibilmente fuori dalla protezione dell'orbita bassa.
Chernobyl, laboratorio involontario
La zona di esclusione di Chernobyl, abbandonata dall'uomo da quasi quarant'anni, è diventata un laboratorio naturale. Lupi, cavalli selvatici, alci e molte altre specie sono tornati a popolarla, anche se gli effetti a lungo termine delle radiazioni sugli animali sono ancora oggetto di studio. I funghi neri delle pareti del reattore sono forse l'esempio più sorprendente di come la vita riesca ad adattarsi anche agli ambienti più ostili.
Per approfondire si può consultare la voce Radiotrophic fungus su Wikipedia in inglese. Altri articoli sull'esplorazione di Marte si trovano nella sezione Pianeti.
