Докато учените създават меню за потенциално изследване на Марс, възникват няколко предизвикателства.

Споделете тази история

Дял Всички опции за споделяне за: Как НАСА решава проблема с космическата храна

решава

Когато адмирал Джордж Ансън достига брега на Англия през 1744 г., четири години след като отплава, той довежда по-малко от половината от 2000-те мъже, с които е останал. Повечето от екипажа му бяха умрели от скорбут и в крайна сметка дори оцелелите бяха твърде слаби, за да изхвърлят телата зад борда. Но според диетолога на НАСА Скот Смит, Ансън го е направил лесно.

Подобно на други злополучни експедиции, Ансън беше опустошен от едно-единствено липсващо хранително вещество: витамин С. И все пак той пътуваше поне там, където имаше някаква храна. Астронавтите в далечните пътувания на бъдещето ще трябва да донесат цялата си храна, и ще трябва да съдържа правилните количества от всеки витамин и минерал, от който се нуждаят. Скорбутът е само началото на това, което може да се обърка. „Няма нито едно хранително вещество, което да ви свърши при тригодишна мисия, което няма да завърши зле“, казва Смит. Изчерпването на хранителните вещества е само едно от хранителните предизвикателства, пред които са изправени Смит и колегите му от космическия център Джонсън на НАСА в Хюстън. Ако успеят, могат да помогнат на човечеството да направи следващия ни гигантски скок - на Марс.

„Няма нито едно хранително вещество, което да ви свърши при тригодишна мисия, което няма да завърши зле.“

Сега сервиране

Днес астронавтите на борда на Международната космическа станция се хранят на около осемдневна ротация на хранене. Повечето от техните ястия са само с добавка на вода или са готови за ядене в торбички като военни MRE: говежди съвети, равиоли, пиле терияки. Има и пакетирани храни, които обикновен човек би могъл да си купи от магазин, като бадеми или опаковано брауни. Топли и студени напитки се предлагат в торбички със сламки, подобни на Capri Sun. Хранителните пакети се прикрепят към масата на камбуза с велкро лепенки, за да не отлетят.

Астронавтите се оплакват понякога, казва Смит. Докато вкусът на храната е доста подобен на земната храна, те казват, че липсва известна криза. Но в по-голямата си част те карат да се справят и дори да станат креативни. Експедиция 18 полетен инженер Сандра Магнус пише в похвала за тортили, които пристигат на пътувания за доставка, заедно с плодове и други желани пресни храни. "Не мога да се сетя за нещо, което. Не е поставено на тортила", написа тя по време на престоя си в космическата станция 2008-2009. Magnus също така разработи сложна система за приготвяне на храна, използвайки рециклирани найлонови торбички като купи за смесване и дъски за рязане и дори успя да сготви малко лук и чесън, като ги сложи в найлонов плик със зехтин и ги остави в затопляща храна за около четири часа. И тя не е единствената астронавтка, която споделя съветите си за приготвяне на храна: През 2007 г. бордовият инженер Сунита Уилямс, която е служила в експедиции 14, 15, 32 и 33, е хакнала гювеч с юфка с риба тон, смесвайки пакетче риба тон с рехидратирани макарони и сирене.

На космическата станция около шест пъти годишно пристига нова храна от Земята. Но НАСА не се интересува да остане в орбита. Следващата граница е Марс.

Инженерно меню за Марс

НАСА отдавна планира човешкото изследване на Марс с неотдавнашна цел да постави хората на планетата до 2030-те Еднократно пътуване до червената планета би отнело две години и половина или три години. Толкова храна за шестима астронавти може да тежи около 12 тона, според прогнозата за 2012 г. - и това не се брои опаковката му. Вместо да се опитва да изтегли всичко това на космически кораб, НАСА иска да зареди кораб с храна и да го изпрати на Марс, преди астронавтите да потеглят. Това означава, че учените по храните трябва да правят ястия, които да останат добри в продължение на пет години. (Изпращането на астронавти на Марс с чана с хапчета, заместващи храненето, би спестило много място, но дори и да съществува такова нещо, казва Смит, НАСА няма да се интересува. Когато астронавтите са самотни и далеч от дома си, познатите храни помагат дръжте ги заземени.)

Освен че създават идеално балансиран план за хранене с половин десетилетие срок на годност, изследователите на НАСА трябва да вземат предвид и изчезващите хранителни вещества. Някои хранителни вещества се разграждат естествено с течение на времето; космическото лъчение - космически лъчи и други форми на радиация, които земната атмосфера обикновено блокира - може да бъде допълнителен проблем. Храната трябва да отчита специалните предизвикателства пред телата на астронавтите в космоса, като безтегловност, свиване на костите и мачкане на очните ябълки. И може би най-важното е, че храната трябва да бъде достатъчно привлекателен че астронавтите продължават да поглъщат калориите, които са им необходими, за да се поддържат. Ако не се хранят достатъчно, няма да имат енергия или мозък, за да се справят с предизвикателствата, които възникват в космоса.

Как да се храним в космически шлем

Първата грижа на НАСА е, че астронавтите получават достатъчно калории. Но е почти невъзможно да се храните в скафандър, където не можете да стигнете ръката си до лицето си. И астронавтите на космически мисии на дълги разстояния може да се наложи да правят по няколко космически разходки седмично - много повече, отколкото правят членовете на екипажа на МКС. На повърхността на Марс те също биха прекарали много време в роуминг в костюмите си.

Как да нахраните някой, който е закъсал зад стъклен шлем за осем до 10 часа? В ранните мисии на совалката НАСА използваше за закуска плодов бар в скафандрите, но астронавтите обикновено го игнорираха. А водата е единственото питие, разрешено в костюма в наши дни, още от нещастен лунен инцидент, включващ шлем, пълен с Танг. („По това време не беше смешно“, обещава Смит.)

Диетолозите се чудеха как да сложат някакъв порт в шлема и да прокарат сламка. Но сега НАСА изследва космически костюми, които се прикачват директно към марсоход. Астронавтите на Марс могат да отскочат до автомобила си и да излязат от костюмите си за обяд, настройка, която Смит нарича "доста хлъзгава".

НАСА използва биохимични изследвания за справяне с други проблеми на астронавтите. Астронавтите Марк и Скот Кели са любимата двойка еднояйчни близнаци на НАСА. В момента Скот е в средата на едногодишен престой на космическата станция. Докато тялото на Скот се приспособява към живот без гравитация, неговият близнак осигурява най-близкото нещо до научния контрол - човек със същите гени, който остава на Земята. Изследователите правят много подробни проучвания на двамата мъже през годината на Скот в космоса, като разглеждат техния метаболизъм, здравето на сърцето, микробиомите и умствената острота. Астронавтите, които не са близнаци, също се изследват кръвта и урината. Изследователите искат да знаят какво точно се случва в тялото на астронавта и дали хранителните корекции могат да се справят с често срещани физически проблеми.

Изследователите искат да знаят дали хранителните корекции могат да се справят с често срещани физически проблеми при астронавтите.

Мускулите и костите на астронавтите се свиват в пространството. В най-добрия случай упражненията изглеждат несъвършено решение. Но последните изследвания показаха, че астронавтите са склонни да имат твърде много желязо в телата си, а тези с най-високо ниво на желязо губят повече кости - така че промяната в диетата може да помогне. Астронавтите, които ядат повече риба, от друга страна, изглеждат защитени от загуба на костна маса.

Някои астронавти също изпитват промени в зрението, включително леко изравняване на очните ябълки, след дълги космически мисии. Това може да е свързано с това как течностите се разплитат в микрогравитация. Ново изследване на Смит и други показа, че има и хранителен фактор. Астронавтите, които са склонни към проблеми със зрението, имат генетична разлика в начина, по който телата им обработват фолатите и витамин В12. Това означава, че може да има хранителна корекция на проблема, въпреки че ще са необходими повече изследвания, за да го откриете.

След като учените измислят правилния хранителен баланс за космонавтските храни, те пак ще трябва да го направят направи тези хранителни вещества да продължат пет години. Витамин С, например, се разгражда лесно в храните. Когато изследователите на НАСА оставят някои храни за космонавти (включително пудинг от хляб и „моркови монети“) на съхранение само за една година, храните губят витамин А и витамин С, заедно с фолиевата киселина и тиамина. Изследване на различни техники за преработка на храни установи, че нищо не прави сладко-киселото свинско месо да продължи пет години - или каквато и да е друга храна, в този смисъл - въпреки че сушенето чрез замразяване има потенциал.

НАСА не иска да използва хапчета, за да замести липсващите витамини. Телата ни не винаги се отнасят еднакво с хранителните вещества, когато идват под формата на хапчета, а астронавтите, приемащи добавки, може да почувстват по-малко нужда да ядат действителната си храна. Освен това твърде много хранителни вещества могат да бъдат проблем, колкото и твърде малко. Единствената добавка, която НАСА дава на екипажите, е витамин D, тъй като астронавтите не получават достатъчно слънчева светлина, за да направят витамина по обичайния начин.

Снимка: С любезното съдействие на НАСА

Фермери-астронавти

Отглеждане на култури на космическия кораб - и дори на повърхността на друга планета - може да реши няколко от тези проблеми наведнъж. Астронавтите няма да имат нужда да привличат толкова храна с тях. Те ще имат пресни продукти, богати на витамини. И те биха могли да смесят менютата си с част от тази текстура, която им липсва.

Този август астронавтите на космическата станция опитаха първите ухапвания от култура, отглеждана в космоса. Беше червена румена маруля, поникнала от възглавници под лилави светлини. (Първата реколта беше отнесена обратно на Земята, за да се увери, че е безопасно за ядене.) Във видео астронавтът Кьел Линдгрен използва ножици, за да отреже листа от маруля, докато двама съотборници наблизо. След като потопиха марулята в олио и оцет, тримата мъже "препичаха", като блъскаха листата си, след което хапват. "Това е страхотно!" Казва Линдгрен.

Хранителните учени на НАСА са изследване на други култури, които биха могли да се отглеждат в полет, включително джудже домати и чушки и дори сливи джудже. На Марс астронавтите могат да отглеждат не само плодове и зеленчуци, но основни култури като пшеница. Изследователите ще проучат кои култури могат да станат добри кандидати и какви инструменти ще са необходими на астронавтите, за да растат и да ги събират на повърхността - планетарната версия на възглавницата на марулята. Но превръщането на астронавтите във фермери добавя нови усложнения. Има време и оборудване, необходими за преработката на пшеницата например в хляб, и рискът от опустошителна реколта.

Най-големият проблем за учените по храните е да се увери, че астронавтите ядат достатъчно.

Смит казва, че домашните култури вероятно ще започнат като малка добавка към храната на астронавтите, след което постепенно ще станат по-голям процент от диетата им. Самоподдържащите се марсиански ферми са в по-далечното бъдеще.

Гледайки и миришейки напред

Най-големият проблем за учените по храните обаче е да се увери, че астронавтите ядат достатъчно. Как стотната торбичка от сладко-кисело свинско месо може да се хареса на уморен, стресиран землянин?

Ето защо учените от НАСА са задълбавайки в психологията заедно с биохимията. Те изучават как сетивата за обоняние и вкус се променят например в микрогравитацията и изолацията. В едно проучване изследователите доставят на космическата станция комфортни храни и празнични лакомства, като астронавтите попълват въпросници за настроението преди и след хранене. Екипажът също така ще оцени самостоятелно спрямо общото хранене, както и опита на „готвенето“ на храната. НАСА вярва, че при дългосрочни експедиции добрата храна и приятното хранене ще бъдат от решаващо значение за поддържането на морала. Психологическият аспект на тези торбички с кафе и моркови е също толкова важен, колкото и съдържанието на витамини и минерали. НАСА не иска нейните астронавти да напускат квартала на Земята, докато не разберат, че и двата компонента са там.

„В края на деня не се притесняваме за мускулните клетки“, казва Смит. "Притесняваме се за човешкото."