Kada razmišljamo o sustavima za održavanje života u dubokom svemiru, vjerojatno pomislimo na nešto poput filma Marsovac, gdje astronaut jedva spaja kraj s krajem uzgajajući krumpire u regolitu Marsa. Ali novi članak objavljen u Acta Astronautica navodi da je uzgoj hrane samo mali dio cjelokupnog ciklusa održavanja života astronauta u svemiru. Da biste shvatili koliko će to biti teško, morate sagledati situaciju u cjelini.
Sustav svemirske hrane sastoji se od pet kritičnih elemenata: proizvodnja, obrada nakon žetve, upravljanje otpadom, priprema i socio-kulturni aspekt (konzumacija).
Ako bilo koji od ovih elemenata zakaže, cijeli sustav bi se mogao urušiti, a doslovno svi koji koriste sustav mogli bi umrijeti od gladi kao rezultat toga.
Destruktivno zračenje
Čini se da je proizvodnja relativno jednostavan proces. Naravno, mogli bismo unaprijed spakirati sve što nam je potrebno za petogodišnju misiju na Mars, ali to bi dodalo tonu na težini, što znači da bi se dio tereta mogao koristiti u druge svrhe. Osim toga, bez recikliranja otpada, njegovo zbrinjavanje postaje puno… rastrošnije.
Organska tvar iz ljudskog otpada ključna je komponenta za rast biljaka, tako da je zatvorena petlja između ova dva sustava jedan od najboljih načina za stvaranje “zatvorenog” sustava hrane.
Međutim, postoje i drugi čimbenici koje treba uzeti u obzir. Jedan od njih je okoliš. Zračenje je sveprisutno u dubokom svemiru i većina ljudi razumije negativan utjecaj kojeg ima na ljudsku fiziologiju. Ali također utječe na hranu i bakterije. Čuvati hranu pet godina i pokušavati je održati jestivom kad je stalno izložena zračenju recept je za katastrofu.
U ovoj fazi znanstvenici nisu ni sigurni mogu li toliko dugo sigurno čuvati hranu u takvim uvjetima. Čak i kad bi bilo moguće, zračenje bi moglo uzrokovati mutaciju bakterija, čineći ih potencijalno opasnijima i teže ih je ubiti. Malo je vjerojatno da će biti moguće održavati sustave za održavanje života ako se svi u misiji otruju hranom.
Zakoni fizike protiv kuhanja
Drugi aspekt okoliša je sam proces kuhanja. Iako ovo ima neke psihološke prednosti (o kojima ćemo govoriti za trenutak), zakoni fizike drugačije funkcioniraju u mikrogravitaciji ili niskoj gravitaciji.
U mikrogravitaciji ili djelomičnoj gravitaciji, tekućine, toplina i čestice ponašaju se čudno, ali sve su to vitalne komponente procesa kuhanja. Ne samo da ćemo morati stvoriti sustave posebno prilagođene za korištenje u takvim uvjetima, nego ćemo također morati trenirati astronaute da kuhaju u uvjetima u kojima nitko nikada prije nije kuhao.
Prvi astronauti poslani na Mars nedvojbeno će biti neki od psihološki najotpornijih (i temeljito testiranih) ljudi u povijesti. No, čak će i njima trebati podrška tijekom višegodišnje misije na Crvenom planetu. Hrana u tome može pomoći: postoje dokazi da uzgoj usjeva i kuhanje hrane ima pozitivan učinak na psihičko blagostanje.
Međutim, kuhanje oduzima vrijeme koje bi se moglo potrošiti na druge važne zadatke, poput vježbanja ili navigacije. Stoga se mora napraviti kompromis između psiholoških prednosti koje ti sustavi pružaju i oportunitetnih troškova povezanih s obavljanjem drugih važnih zadataka.
Ne želim više krumpira!
Drugi veliki problem za astronaute je “umor od jelovnika”. Ako jedete istu nutritivnu pastu svaki dan pet godina, najvjerojatnije ćete je s vremenom početi jesti manje jednostavno zato što vam je dosadila. Ako proizvod nema “senzorna svojstva” (to jest, okus, teksturu i miris), tada će ga astronauti vjerojatno samo baciti nego pojesti, a nikome neće koristiti.
U svakom slučaju, pothranjenost tijekom višegodišnje misije u dubokom svemiru recept je za katastrofu.
Svi ovi čimbenici čine stvaranje prehrambenih sustava za duboki svemir tako izazovnim zadatkom. Kako bi osigurali da sustav radi prije testiranja na stvarnoj misiji, autori predlažu svoja rješenja.
Moramo stvoriti “digitalnog blizanca” prehrambenog sustava, uključujući modele interakcije različitih tehnologija te ulaze i izlaze samog sustava. Također može biti korisno za modeliranje kvarova koji se mogu riješiti tako da se sustav učini “modularnim”, s lako zamjenjivim ili zamjenjivim dijelovima tako da jedan kvar ne sruši cijeli sustav proizvodnje hrane.
Međutim, kako bismo bili sigurni da sustav radi, prvo ga moramo testirati na Zemlji. Naravno, neće moći simulirati složenost kuhanja u mikrogravitaciji ili opasnosti od zračenja svemira, ali barem negdje mora početi.
