Ko pomislimo na sisteme za vzdrževanje življenja v globokem vesolju, nam verjetno na misel pride nekaj podobnega kot v filmu “Marsovec”, kjer astronavt komaj shaja s preživetjem z gojenjem krompirja v marsovskem regolitu. Vendar je v novem članku, objavljenem v reviji Acta Astronautica, zapisano, da je pridelovanje hrane le majhen del celotnega cikla vzdrževanja astronavtov v vesolju. Da bi razumeli, kako težko bo, si moramo ogledati širšo sliko.
Sistem vesoljske prehrane sestavlja pet ključnih elementov: proizvodnja, obdelava po spravilu pridelka, ravnanje z odpadki, priprava in družbeno-kulturni vidik (poraba).
Če bi kateri koli od teh elementov odpovedal, bi se lahko celoten sistem sesul in dobesedno vsi, ki ga uporabljajo, bi lahko zaradi tega umrli od lakote.
Uničujoče sevanje
Proizvodnja se zdi razmeroma preprost postopek. Seveda bi lahko vse, kar potrebujemo za petletno misijo na Mars, vnaprej zapakirali, vendar bi to povečalo težo, kar pomeni, da bi del tovora lahko uporabili za druge namene. Poleg tega je brez recikliranja odstranjevanje odpadkov veliko bolj … potratno.
Organske snovi iz človeških odpadkov so ključna sestavina za rast rastlin, zato je zaprta zanka med njima eden od najboljših načinov za ustvarjanje “zaprtega kroga” prehranskega sistema.
Vendar je treba upoštevati še druge dejavnike. Eden od njih je okolje. Sevanje je v globokem vesolju povsod prisotno in večina ljudi se zaveda njegovih negativnih učinkov na človeško fiziologijo. Vendar vpliva tudi na hrano in bakterije. Hraniti hrano pet let in jo poskušati ohraniti užitno, če je nenehno izpostavljena sevanju, je zanesljiva pot v katastrofo.
Na tej stopnji znanstveniki niti niso prepričani, da lahko hrano varno shranjujejo v takšnih pogojih tako dolgo. Tudi če bi bilo to mogoče, bi sevanje lahko povzročilo mutacijo bakterij, ki bi postale še nevarnejše in bi jih bilo težje uničiti. Malo verjetno je, da bi bilo mogoče ohraniti sisteme za vzdrževanje življenja, če bi se vsi udeleženci misije zastrupili s hrano.
Fizikalni zakoni proti kuhanju
Drugi vidik okolja je sam postopek kuhanja. Čeprav ima nekatere psihološke prednosti (o katerih bomo govorili nekoliko pozneje), zakoni fizike v mikrogravitaciji ali nizki gravitaciji delujejo drugače.
V mikrogravitaciji ali delni gravitaciji se tekočine, toplota in delci obnašajo nenavadno, vse to pa so ključni deli procesa kuhanja. Ne samo, da bomo morali izdelati sisteme, ki bodo posebej prilagojeni za uporabo v takšnih okoljih, temveč bomo morali astronavte tudi usposobiti za kuhanje v pogojih, v katerih še nihče ni kuhal.
Prvi astronavti, poslani na Mars, bodo nedvomno eni izmed psihološko najbolj stabilnih (in temeljito preizkušenih) ljudi v zgodovini. Vendar bodo tudi oni med večletno misijo na Rdečem planetu potrebovali podporo. Pri tem lahko pomaga hrana: obstajajo dokazi, da pridelovanje pridelkov in kuhanje pozitivno vplivata na psihološko počutje.
Vendar pa kuhanje jemlje čas, ki bi ga lahko porabili za druge pomembne naloge, kot sta vadba ali navigacija. Tako je treba najti kompromis med psihološkimi koristmi teh sistemov in oportunitetnimi stroški drugih pomembnih nalog.
Nočem več krompirja!
Druga velika težava za astronavte je “utrujenost od jedilnika”. Če pet let vsak dan jeste iste hranljive testenine, je verjetno, da jih boste sčasoma začeli jesti manj preprosto zato, ker vam bodo dolgočasne. Če izdelek nima “organoleptičnih lastnosti” (tj. okusa, teksture in vonja), ga bodo astronavti verjetno raje zavrgli, kot da bi ga pojedli, in to ne bo nikomur koristilo.
V vsakem primeru je podhranjenost med večletno misijo v globokem vesolju zanesljiva pot v katastrofo.
Zaradi vseh teh dejavnikov je ustvarjanje prehranskih sistemov za vesolje tako zahtevna naloga. Da bi se prepričali, da bo sistem deloval, preden ga preizkusijo na resnični misiji, avtorji predlagajo svoje rešitve.
Ustvariti moramo “digitalni dvojček” prehranskega sistema, vključno z modeli medsebojnega delovanja različnih tehnologij ter vhodov in izhodov samega sistema. To je lahko koristno tudi za modeliranje napak, ki jih je mogoče odpraviti tako, da sistem postane “modularen”, z lahko zamenljivimi ali izmenljivimi deli, tako da ena napaka ne uniči celotnega sistema proizvodnje hrane.
Vendar pa moramo sistem najprej preizkusiti na Zemlji, da bi se prepričali o njegovem delovanju. Seveda ne bo mogoče simulirati zapletenosti kuhanja v mikrogravitaciji ali nevarnosti sevanja v vesolju, vendar moramo vsaj nekje začeti.
