A Mars mögötti küldetés táplálása mögött álló tudomány

küldetés

A NASA űrhajós Michael Hopkins hálaadó étkezése 2013. november 28-án. Kép ​​a Nemzetközi Űrállomás fedélzetéről.

(Inside Science) - Lehet, hogy évtizedek elteltével az ember leszáll a Marson, de amikor mégis megtörténik, az étkezési lehetőségek így nézhetnek ki: saláta ősi gabonákkal, növényi fehérjével, elkészített sajttermékkel és szárított gyümölcs oldallal, három évvel ezelőtt desszertként csomagolt csokoládé-mogyorós vitamin turmix. Ne aggódjon, a salátát a fedélzeten termesztették, és a vitaminok még mindig erősek.

Az űrhajósok képesek lehetnek friss élelmiszerek termesztésére, de még mindig szükségük lesz vitaminokra otthonról. A táplálék-kiegészítők legalább három évig is eltarthatnak - sőt jóízűek is lehetnek - mindaddig, amíg megfelelő harapnivalókba vannak csomagolva - derül ki az Egyesült Államok hadseregének új kutatásából. A tanulmány, amelyet Ann Barrett élelmiszer-mérnök vezetett a Massachusetts-i amerikai hadsereg Natick Soldier Kutatási, Fejlesztési és Mérnöki Központjában, az elsők között mutatja be, hogy mi történik egy csomagolt élelmiszer tápanyagtartalmával hosszú tárolási idő alatt.

"A vitaminok vegyi anyagok, és lebomlanak. Még akkor is, ha vannak olyan ételeink, amelyeket biztonságosan lehet enni, mikrobiológiai szempontból hosszú távon nem biztos, hogy ugyanazokkal a tápértékkel rendelkeznek" - mondta Barrett. Ha az űrhajósok táplálékkészlete fokozatosan kevésbé tápláló lesz, egészségük károsodhat, és veszélybe kerülhet a biztonságos munkavégzés vagy a hazatérés képessége.

További történetek az űrutazásról az Inside Science-ben
A Brooklynban épített űrruhák egy Connecticut-medencében csobbannak
A "The Mars" űrrepülésén belül
Mit kell enni az űrhajósoknak a Mars felé vezető úton?

A NASA ösztöndíjának keretében Barrett tanulmányozni kezdte, hogy mi lesz a szokásos étrendi A-vitaminokkal, tiaminnal, folsavval, C-vel és E-vel három évig, különböző hőmérsékleteken történő tárolás után. Ezek a vegyületek kulcsfontosságúak számos funkció szempontjából, beleértve a látást, az immunitást, az izomműködést és az antioxidáns képességeket. Ezenkívül mind nagyon érzékenyek a levegőben és a nagy melegben történő lebomlásra.

Barrett csapata egy magáncéggel dolgozott együtt a vitaminok vízszerető vagy olajszerető anyagokban való bevonásával, amely az élelmiszerekben felhasználható formában tartósította és tárolta őket. A hadsereg receptje alapján készítettek csokoládé italport, valamint áfonyát, rizst és zabot tartalmazó granola rúd alacsony és magas zsírtartalmú változatait. Hozzáadták a tésztához a bevont vitamin-keveréket, mindent egy konyhai robotgépben összekevertek, a tésztát sűrű rudakká préselték, és a rudakat vákuumzárt csomagolásokba csomagolták. Egy év elteltével a csapat néhány tesztet lefuttatott, hogy megnézze, megmarad-e a bárok vitamintartalma, és megkóstolta őket. Ezt minden évben megismételték még két évig.

9 fokos skála segítségével az íz-tesztelők minden oszlopnak legalább 6 pontot adtak még hároméves tárolás után is 69,8 Fahrenheit fokon. A három lehetőség közül az alacsony zsírtartalmú energiacsík tönkrement a leggyorsabban, és az ízlés leggyorsabban csökkent - mondta Barrett.

"Ez azért volt, mert nem volt benne elég zsír ahhoz, hogy jól koherens legyen, ezért a textúra miatt alacsonyabb pontszámot kapott" - mondta. A zsírtartalmú rúd volt a legjobb a legtöbb vitamin megőrzésében.

Az összes vitamin közül a folsav lebomlott a legjobban az összes teszt során. A magas zsírtartalmú bárban 21, az alacsony zsírtartalmú ital-keverékben majdnem 30 százalékkal csökkent. A tiaminnal járt a legjobban, az alacsony zsírtartalmú bárban csak 4,5 százalékos esés következett be. De a vitamintartalom csökkenése ellenére az összes vitaminszint jóval meghaladta a NASA minimális követelményeit - mondta Barrett.

Az Egyesült Államok hadserege Amerika eredeti tartós, fogyasztásra kész, hordozható élelmiszerek szállítója. A forradalmi háború idején a massachusettsi törvényhozás napi adagot szabott meg a kenyérre; marhahús vagy sertéshús; rizs; bab vagy borsó; és "egy liter jó lucfenyő vagy maláta sör" - írja a Smithsonian American Museum of American History. Az évszázadok során a hadsereg adagja, az "étkezésre kész étel" vagy MRE jelentősen fejlődött. Ma egy MRE 1200 kalóriát csomagol egy könnyű csomagba, amely ellenáll egy 100 méteres légcseppnek, és amelynek minimális eltarthatósága három és fél év 81 F-on.

Az oda-vissza út a Marsra átlagosan legalább két és fél évet vehet igénybe, beleértve a féléves Mars-utat is, és minden tartózkodásnak elég hosszúnak kell lennie ahhoz, hogy a bolygók átigazodjanak, és a lehető leghatékonyabbá tegyék a hazautazást. A NASA új termékekre vonatkozó felhívásában azt állították, hogy olyan ételeket akarnak, amelyek akár öt évig is tárolhatók gyorsítótárban - mondta Barrett.

Az űrhajósoknak azonban nem csak a Földről hozott ételekre kell támaszkodniuk. Évek óta tartó kutatások kimutatták, hogy a zöldek és egyes szemcsék még az űrhajó szigorú körülményei között is megnőhetnek - mondta Kent Kobayashi, a manoa Hawaii Egyetem növénytudósa. Ahogy a földművesek teszik a Földön, az űrhajósok a vetésüket és a betakarítást fokozatosan terjesztik, így gyorsan növekvő zöldek, például saláta, lassabban növekvő növények, például burgonya mellett.

"Fontos figyelembe venni, hogy a növény termeléséhez felhasznált vízmennyiség mennyi a növényi anyagból. A saláta és más leveles növények előnye, hogy a növény nagy része megehető" - mondta egy e-mailben. Inside Science. A burgonya viszont azt írta, hogy vízre és műtrágyára van szükség, és szárakat, leveleket és egyéb meg nem fogyasztott biomasszát termel, ami kevésbé hatékonyan termeszti őket.

A legfontosabb tényező az lenne, ha olyan növényeket választanánk, amelyek a túléléshez szükséges vitaminok és tápanyagok széles skáláját képesek biztosítani - mondta Kobayashi.

Más kutatók határozottan egyedülállóbb módszereket tanulmányoznak a táplálkozás biztosítására az űrben. 2017-ben a University of Park Pennsylvania Állami Egyetem kutatói leírták, hogy anaerob baktériumokat használnak az emberi hulladék lebontására, és tápanyag-sűrű, zsíros pasztát állítanak elő - hasonlóan a Vegemite-hez vagy a mogyoróvajhoz -, amely táplálék-kiegészítőként szolgálhat.

Az ilyen lehetőségekhez képest egy kissé állott, omlós reggeliző bár nagyon finomnak hangzik. Akárhogy is, ellentétben a hadsereg katonáival, akik étkezhetnek a rendetlenségekben vagy a helyszínen kívül, az űrhajósoknak nincs sok ételválasztékuk - mondta Barrett.

"A katonák számára, ha nem esznek elég jól, vagy csak az ócska ételt választják, az nem fogja megölni őket" - mondta. "Ez nem jelenti azt, hogy a hadsereget nem érdekli a táplálkozásuk, de különösen kritikus az űrhajósok számára."