A Marson nincsenek élelmiszerboltok, és a Földről érkező utánpótlás sok hónap múlva lesz. A vörös bolygó jövőbeli űrhajósai bármennyi élelmet csomagolhatnak az útra, elkerülhetetlenül saját maguknak kell élelmet készíteniük egy barátságtalan környezetben. Hogy vajon a farmtól asztalig mennek-e a fantáziadús úton helyi forrásból származó burgonyával, ahogy Matt Damon karaktere tette a 2015-ös, A marslakó című filmben, az majd kiderül. De lehet, hogy van még egy tudományosan előremutató lehetőségük.
Fehérje előállítása a levegőből.
Ez a célja az Európai Űrügynökség és a Solar Foods nevű cég közötti partnerségnek, amely egy tudományos kutatási programból alakult kevesebb mint egy évtizeddel ezelőtt. A Solar Foods 2024-ben nyitotta meg első nagyméretű gyártóüzemét.
Ne hagyja ki elfogulatlan műszaki tartalmainkat és laboratóriumi értékeléseinket sem. Adja hozzá a CNET-t preferált Google-forrásként.
A HOBI-WAN („hidrogénoxidáló baktériumok a súlytalanságban, mint táplálékforrás”) névre keresztelt projekt a Star Wars-filmekre utalva egy olyan folyamat világűrbeli változata, amelyen a Solar Foods már itt, a Földön dolgozik. Ez az erőfeszítés abból áll, hogy vízzel, levegővel és tápanyagokkal együtt baktériumokat termesztenek egy kádban, majd kiszárítják a baktériumokat, és fehérjeporrá alakítják az úgynevezett Solein emberi fogyasztásra.
A következő kulcsfontosságú lépés az lesz tesztelje a Solein gyártását a Nemzetközi Űrállomáson.
„A legénység energiaszükségletének megfelelő fenntartható és tápláló élelmiszer-ellátás biztosítása az egyik legnagyobb kihívás az emberi űrrepülések kutatásában az alacsony földi pályán túl” – mondta az ESA. blogbejegyzés. „Azokban az esetekben, amikor az előre telepített élelmiszerraktárak vagy a Földről érkező folyamatos utánpótlási küldetések nem praktikusak, erőforrásigényesek vagy technikailag kivitelezhetetlenek, költséghatékony alternatívákra van szükség.”
A Solein nedvesen indul, és egy centrifugális erőt és porlasztva szárítást magában foglaló eljárással szárítják.
Napelemek A baktériumoktól a fehérjékig
A HOBI-WAN projekt központi célja annak meghatározása, hogy a fehérjedús por előállítása megtörténhet-e mikrogravitációs körülmények között.
A folyamat összetett, de lényegében hagyja, hogy a természet haladjon a maga útján.
„A Solar Foods gázerjesztésnek nevezett eljárással állítja elő a Soleint” – mondja Arttu Luukanen, a vállalat űr- és védelemért felelős alelnöke. Azt mondja, a gázerjesztési folyamat egysejtű szervezeteket hoz létre, amelyek hidrogéngázzal táplálkoznak, és azt használják a szén „megkötésére”. Innen a baktériumokat „élet ásványaival” táplálják, ammóniát használva nitrogén- és hidrogénforrásként.
Az összes összetevő egy bioreaktorba kerül, a vízzel és a gázokkal együtt, amelyeket „kicsit úgy, mint egy nagy SodaStream” szivattyúznak, mondja Luukanen. Ez biztosítja a baktériumok számára a megfelelő környezetet a szaporodáshoz, amit nagyon gyorsan meg is tesznek. Miután a baktériumok elegendő mennyiségben szaporodtak, begyűjtik őket. Egy részét félreteszik, hogy a következő körben beoltsák a bioreaktorban, míg a többit alaposan megszárítják és pasztőrözik.
Ezek a szárított és pasztőrözött baktériumok alkotják a Solein terméket, amely 78% fehérjéből, 6% zsírból (elsősorban telítetlen), 10% élelmi rostból, 2% szénhidrátból és 4% ásványi tápanyagból áll. Luukanen szerint a por többféle módon ízesíthető, és önmagában is „nagyon enyhe umami ízt” kölcsönöz.
A HOBI-WAN projekt a Nemzetközi Űrállomásra tart, hogy megnézze, elkészíthető-e a Solein az űrben.
NASA Hogyan készítsünk fehérjét az űrben
A solein előállítása nehezebb lesz az űrben. A súlytalan környezet, valamint a korlátozott rakománykapacitás és a bioreaktor számára rendelkezésre álló szűk hely olyan kihívásokat jelent, amelyeket az ESA és a Solar Foods meg tudnak oldani.
„A fő különbség az ISS fedélzetén végzett kísérletben a gravitáció hiánya, ami azt jelenti, hogy nincs felhajtóerő, ami nagymértékben megváltoztatja a folyadékok és gázok viselkedését” – mondja Luukanen. A másik kihívás a korlátozott fizikai tér. A Solar Foods olyan bioreaktorokat használ, amelyek 20 000 liter vagy több űrtartalmúak, míg az ISS felé tartó bioreaktor lényegesen kisebb lesz – „néhány tíz liter”.
További lépésekre lesz szükség a gázbiztonság, a folyamatfelügyelet, a minőségbiztosítás és a karbantarthatóság érdekében, mivel nem lesznek a fedélzeten biofolyamat-mérnökök, akik vigyáznának a folyamatra. Az űrben készült terméket sem szárítják porrá, legalábbis nem az ISS-en. Szivárgás esetén nem lenne ideális, ha egy porfelhő lebegne nulla gravitációs környezetben.
Tehát az űrben a Soleint valószínűleg pasztaként szolgálják fel.
Soleil por formájában itt a Földön. Az űrverzió inkább paszta lesz.
Napelemes élelmiszerek újrahasznosítása az űrben
Az utolsó nagy tényező az összetevők. Meg kell változtatni őket, hogy figyelembe vegyék a hosszú távú űrrepülés során rendelkezésre álló erőforrások hiányát. Az újrahasznosítás régóta az űrben való élet kulcsfontosságú eleme, és ez igaz lesz a Solein-gyártásra is.
Ez azt jelenti, hogy a személyzet lélegeztetéséből származó CO2-t használjuk fel, és az ISS elektrolízise során keletkező hidrogéngázt újrahasznosítjuk. a vizet oxigénné alakítja a legénység számára. A Földön a Solein elkészítéséhez sok vízre van szükség.
Lesznek helyettesítések is, például karbamidot használnak ammónia helyett, mivel az ammónia veszélyes lenne, ha baleset történne. De ez nem jelenti azt, hogy az űrhajósok vizeletet használnak majd, mint aújrahasznosított kávé.”
„A Földön ammóniát használunk, de az ESA projektben úgy döntöttünk, hogy helyette szintetikus karbamidot használunk, főként azért, mert az nem potenciálisan veszélyes, mint az ammónia, ha kiömlik” – mondja Luukanen. „A karbamid kinyerése a vizeletből elvileg lehetséges, de a szükséges kis mennyiségű karbamid miatt előfordulhat, hogy nincs értelme, különösen akkor, ha a karbamid vizeletből történő kinyerése összetett és nehéz berendezéseket igényel.”
Ha a HOBI-WAN projekt sikeres lesz, az hozzájárul az emberek hosszú távú űrkutatásához, beleértve a lehetséges Mars-utazást is.
NASA űrhajósokat etet hosszú távú küldetéseken
Egy Mars-utazás sokkal nagyobb időigényt jelent, mint egy holdkirándulás. Közeleg a NASA Artemis II küldetés közel fél évszázad után először látnak űrhajósokat a Hold körül, de az utazás csak 10 napig tart. Élelmiszer szempontjából ez nem olyan nagy baj. De Mars – az űrügynökségek és Elon Musk szemével – sokkal, de sokkal messzebb van, és utazási idők hónapokra és hónapokra fog nyúlni. A vörös bolygó felé tartva az űrhajósoknak többet kell pakolniuk, mint egy piknikre.
Ha a Solein projekt sikeresnek bizonyul, az általa megtermelt élelmiszer mennyisége elméletileg több száz napon át táplálhatná az űrhajósok csapatát, miközben sokkal kevesebb rakteret használna, mint mai űrétkezések. Luukanen azt mondja, hogy a projekt tervezése során az űrhajósoknak csak ásványi sókat kellene magukkal vinniük, és nem lenne szükségük ennyire.
„Még egy ötfős legénység esetében is, 900 napos marsi küldetésnél (kevesebb, mint) 100 kilogramm ásványi sóról beszélünk” – mondja.
Más technológiák is segíthetnek a nitrogén és az ásványok újrahasznosításában, ami lehetővé tenné az űrhajósok számára, hogy újra felhasználják ezeket az anyagokat a helyszínen, tovább bővítve az élelmiszerellátást.
A fehérjepor felhasználásával az űrhajósok mindenféle ételt készíthetnek a megfelelő további összetevőkből. Luukanen szerint a Solar Foods a fagylalttól a krémsajtos ravioliig terjedő recepteket fejlesztett ki. Közülük néhányat bemutattak A NASA Deep Space Food Challengeamely kiemelte a hosszú távú élelmezési megoldások módszereit, beleértve a Nolux nevű, fény nélküli élelmiszertermesztési módszert és egy zárt ökoszisztémát, amely önállóan képes élelmiszert termeszteni és rovarokat fenntartani az űrhajósok étrendjében való felhasználásra.
Lehet, hogy nem az, amit egy Michelin-csillagos étteremtől vagy akár a környékbeli csemegetől elvárnánk, de valószínűleg jobb lesz, mint a Marson termesztett sült burgonya állandó étrendjénél.
