BOSTON – 5 LUTY: Nurek pływa do góry nogami w dużym zbiorniku widzianym z jego płetw, gdy ryby przepływają obok jednej z eksponatów New England Aquarium w Bostonie.David L. Ryan / The Boston Globe przez Getty Images Teoria Wielkiego Wybuchu sezon 11 oglądaj online za darmo
Czy akwarium może nam pomóc dostać się na Marsa? Zespół naukowców poszukuje najlepszych źródeł białka na potrzeby przyszłych długodystansowych misji kosmicznych. Jak dotąd wygląda na to, że odpowiedzią mogą być ryby i skorupiaki.
Obecne misje kosmiczne zależą od zmagazynowanych racji żywnościowych lub misji z zaopatrzeniem z Ziemi, aby zapewnić załodze żywność, wodę i zapasy. Jednak w przypadku dłuższych misji, takich jak podróż na Marsa, ten system po prostu nie będzie możliwy. W rezultacie NASA bada obecnie, w jaki sposób astronauci mogliby rosnąć i zbierać własną żywność na pokładzie, aby uzupełnić swoje paczkowane racje żywnościowe.
Rośliny są dość łatwe do rosnąć w kosmosie , ale znalezienie źródła białka jest znacznie większym wyzwaniem. Według dr Luke'a Robersona i dr Tracy Fanara, którzy pracowali nad nowe badania z zespołem multidyscyplinarnych naukowców kluczem jest nie tylko wybór odpowiednich gatunków, ale także stworzenie i utrzymanie środowiska, w którym mogą się rozwijać.
Pierwszym wyzwaniem jest rozpoznanie, które systemy mogą być zrównoważone, działać w mikrograwitacji i zapewniać zawartość składników odżywczych, która wystarczy na około dwuletnią misję na Marsa, wyjaśnia dr Roberson, starszy główny badacz ds. badań nad lotami w NASA. Istnieje również dodatkowe wyzwanie związane z utrzymaniem różnorodności genetycznej w zamkniętym ekosystemie.
Zobacz też: Sondy NASA, Chin i Zjednoczonych Emiratów Arabskich ścigają się na Marsa, z lutowymi lądowaniami w zasięgu wzroku
Tu właśnie pojawiają się ryby. Ryby można zabrać w kosmos jako zapłodnione jaja, a następnie hodować je na pokładzie. ZA Badanie 2020 przetestowali wpływ wibracji na europejskie jaja labraksa i okonia kamiennego, naśladując efekt startu lotu kosmicznego. Zespół z Uniwersytetu w Montpelier i Francuskiego Instytutu Badawczego Eksploatacji Morza (Ifremer) odkrył, że jaja są w stanie wytrzymać ekstremalne warunki i nadal się wykluwają.
Ryby również stosunkowo dobrze przystosowują się do zmienionej grawitacji i mają łatwy do kontrolowania cykl rozrodczy. Ryby roślinożerne, takie jak tilapia, mogą jeść resztki roślinne z systemów hydroponicznych, które nie są odpowiednie dla ludzi. Są również wydajnym źródłem białka i Roberson uważa, że powinny być brane pod uwagę w Bazie Księżycowej.
Wyzwaniem w przypadku ryb jest to, że potrzebują dużej ilości wody, ostrzega Fanara , który jest inżynierem środowiska i naukowcem w Mote Marine Research Laboratory na Florydzie. Potrzebują również dobrej jakości wody, więc potrzebne byłyby również dodatkowe gatunki filtrujące, aby pomóc utrzymać zrównoważony ekosystem na pokładzie. Według Robersona NASA pracuje nad systemami roślinnymi, które mogą dostarczać białka roślinne podczas oczyszczania ścieków w systemach hydroponicznych.
Naukowcy przyjrzeli się również możliwości wykorzystania wodnych mięczaków, takich jak ślimaki czy trąbiki, a nawet jadalnych owadów, aby pomóc astronautom w przyszłych misjach. Osobiście krewetki są moimi ulubionymi, mówi Roberson. Jest jednak świetny przypadek dla małży i ślimaków, biorąc pod uwagę właściwy scenariusz.
Małże są skutecznymi filtratorami, a ślimaki są bardzo sprężyste, a ich zawartość białka jest wysoka, wyjaśnia Fanara. Widzę, że różnorodność gatunków jest niezbędna dla równowagi ekosystemu.
W tej chwili NASA używa kombinacji bezpłatnych suszonych lub pakowanych posiłków na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), aby pomóc nakarmić członków załogi, ale w przypadku dłuższych misji będą poważne ograniczenia dotyczące wagi i objętości. Jest też kwestia dobrego samopoczucia astronautów.
Zobacz też: NASA przygotowuje się do ostatecznego testu przed pierwszą misją Artemis Moon w 2021 r.
Wyobraź sobie kolację przez siedem miesięcy podczas podróży na Marsa, zaczynając od normalnych wyborów żywieniowych. Po miesiącu podróży świeża żywność się psuje i zostajesz z żywnością w puszkach, pakowaną, liofilizowaną lub mrożoną na kolejne sześć miesięcy na Marsa, kilka dni na Marsie i siedem miesięcy wstecz. To nie brzmi apetycznie, mówi Roberson, oferując niedopowiedzenie.
Alternatywą jest znalezienie sposobu na zapewnienie świeżej żywności na pokładzie. Od 2014 r. NASA pracuje nad uprawą roślin na pokładzie ISS jako dodatek do rozwiązania tego problemu. Teraz możesz być w stanie zbudować system produkcji mikrozielonych sałatek, jeśli weźmiesz ze sobą wystarczającą ilość nawozu, aby wyhodować fasolę jako źródło białka.
Jednak wytyczne żywieniowe dla lotów kosmicznych zalecają, aby od 60 procent do dwóch trzecich całkowitego spożycia białka pochodziło od zwierząt. Dlatego ważne jest, aby znaleźć działający system produkcji białka.
Oczywiście posiadanie żywych organizmów na pokładzie ma inne korzyści poza posiłkami.
W tym miejscu idea akwarium w kosmosie staje się zabawna, mówi Roberson. Wiele domów i firm w całym kraju ma akwaria wyłącznie ze względu na atmosferę i wpływy psychologiczne. Badania pokazują, że oglądanie żywych ryb przez tylko pięć minut może zmniejszyć lęk, jednocześnie zwiększając relaks i poprawiając nastrój.
Krewetki mogą być również korzystne dla stworzenia wygodnego życia na statku kosmicznym. Są bardzo charyzmatyczni i poprawią doświadczenie astronautów, mówi Fanara, pomagając astronautom poczuć Ziemię.
Roberson zgadza się, że tkwiąc w statku kosmicznym przez 16-18 miesięcy, ludzie potrzebują interakcji. Widzimy to na ISS, kiedy astronauci odwiedzają rośliny i sprawdzają je. Zapewnia im poczucie domu. Akwaria miałyby większy wpływ na równowagę psychiczną człowieka.
Kolejnym krokiem zespołu jest zaprojektowanie badania, aby sprawdzić, czy możliwe jest stworzenie zrównoważonego i zrównoważonego ekosystemu w takich samych warunkach, jakich można się spodziewać na pokładzie statku kosmicznego. Jeśli to osiągniemy, wyprodukowana technologia będzie niesamowitym krokiem w podróżach kosmicznych, ale także przełomowa dla systemów akwaponiki ziemskiej, mówi Fanara.
Dla mnie najbardziej ekscytującą częścią tej pracy jest to, że jest to pierwszy krok do zaprojektowania systemu akwaponiki, który może być wykorzystany do poprawy jakości wody, a także zapewnić zrównoważone źródło pożywienia, mówi Fanara. Jako inżynier środowiska jest to wymarzony projekt, który łączy projektowanie z biologią, hydrologią, fizyką i chemią, aby zrobić coś, czego nikt jeszcze nie zrobił.
