|
Колонистам на Марсе нужно нечто большее, чем теплицы
|
|
|
|
Размышляя о системах питания в глубоком космосе, мы, вероятно, вспоминаем что-то вроде марсианской жизни, где астронавт едва сводит концы с концами из картофеля, выращенного в марсианском реголите. Или, возможно, причудливую гидропонную систему на межпланетном транспортном корабле с искусственным освещением и всеми сопутствующими технологическими хитростями. Но в новой статье, опубликованной в журнале Acta Astronautica Тором Блумквистом и Ральфом Фриче, отмечается, что выращивание продуктов питания - это лишь малая часть всего цикла обеспечения астронавтов средствами к существованию в космосе. Чтобы по-настоящему понять, насколько это будет сложно, мы должны взглянуть на картину в целом. Они разделяют систему космического питания на пять важнейших элементов: производство, послеуборочный контроль, утилизация отходов, приготовление и социокультурное потребление.
|
|
|
|
Если какой-либо из этих элементов выйдет из строя, вся система может рухнуть, и в результате буквально все, кто ею пользуется, могут умереть от голода. Например, если новая гидропонная система может давать невероятные урожаи богатых питательными веществами культур, но отходы от нее не могут быть эффективно переработаны системой жизнеобеспечения, то сама технология полезна только до тех пор, пока для ее поддержания можно получать новое сырье, что в условиях глубокого космоса, скорее всего, невозможно очень долго.
|
|
|
|
Производство кажется относительно простым. Хотя мы могли бы заранее упаковать все необходимое для пятилетней марсианской миссии, это добавило бы тонну веса, который в противном случае можно было бы использовать для других нужд. Кроме того, без этого утилизация отходов становится намного сложнее… расточительный. Органические вещества, образующиеся в результате жизнедеятельности человека, являются ключевым компонентом цикла выращивания растений, поэтому объединение этих двух систем - один из лучших способов создать "замкнутую" систему питания.
|
|
|
|
|
|
|
Однако есть и другие факторы, которые следует учитывать. Одним из них является окружающая среда. Во время полетов в дальний космос радиация широко распространена, и большинство людей понимают, какое негативное воздействие она оказывает на физиологию человека. Но она также влияет на продукты питания и бактерии. Хранение продуктов в течение пяти лет и попытки убедиться, что они все еще съедобны, в то время как они постоянно подвергаются радиационной бомбардировке, - это верный путь к катастрофе.
|
|
|
|
На данном этапе нашего исследовательского путешествия мы даже не уверены, что сможем безопасно упаковывать продукты в таких условиях. Даже если бы это было так, радиация может привести к мутации бактерий, что сделает их потенциально более опасными и их будет труднее уничтожить. Удачи в обслуживании систем жизнеобеспечения, если у всех участников миссии будет тяжелый случай пищевого отравления.
|
|
|
|
Еще одним аспектом окружающей среды является сам процесс приготовления пищи. Хотя это дает некоторые психологические преимущества (к которым мы вернемся через минуту), физика в условиях микрогравитации или низкой гравитации иная. Жидкости ведут себя странно при небольшой или частичной гравитации, так же как и тепло и частицы, которые являются важнейшими компонентами приготовления пищи. Нам придется не только создавать системы, специально адаптированные для использования в таких условиях, но и обучать астронавтов приготовлению пищи в условиях, с которыми никому раньше не приходилось сталкиваться.
|
|
|
|
Первые астронавты, которые отправятся на Марс, несомненно, будут одними из самых психически здоровых (и тщательно проверенных) людей за всю историю человечества. Однако им даже во время многолетней миссии на Красную планету потребуется своего рода поддержка. Еда может помочь в этом, поскольку есть свидетельства того, что уход за урожаем и приготовление пищи оказывают психологическое воздействие. Однако это отнимает время от других критически важных задач, таких как физические упражнения или навигация, поэтому существует компромисс между психологическими преимуществами, которые обеспечивают эти системы, и альтернативными издержками, связанными с решением других критически важных задач.
|
|
|
|
Еще одна серьезная проблема астронавтов - переутомление от меню. Если вы едите одну и ту же питательную пасту каждый день в течение пяти лет, очень вероятно, что через некоторое время вы начнете есть ее меньше просто потому, что она вам надоела. Если пище не хватает "органолептической привлекательности" (то есть вкуса, текстуры и запаха), то весьма вероятно, что астронавты просто выбросят ее вместо того, чтобы употреблять в пищу, что сделает ее ни для кого не ценной. В любом случае, недоедание во время многолетней экспедиции в дальний космос - верный путь к катастрофе.
|
|
|
|
Все эти соображения делают систему питания в дальнем космосе такой сложной. Чтобы убедиться, что мы разрабатываем функционирующую систему, прежде чем тестировать ее в реальной миссии, у авторов есть несколько предложений. Во-первых, мы должны создать "цифрового двойника" продовольственной системы, включая модели взаимодействия различных технологий, а также входные и выходные данные самой системы. Это также может быть полезно для моделирования сбоев, которые можно устранить, сделав систему "модульной" с легко заменяемыми деталями, чтобы один сбой не привел к поломке всей сети общественного питания. Однако, чтобы по—настоящему доказать работоспособность системы, мы должны сначала протестировать ее на земле - хотя она не сможет имитировать приготовление пищи в условиях микрогравитации или радиационную опасность в глубоком космосе, по крайней мере, с нее можно начать.
|
|
|
|
Чтобы поддержать эти усилия, НАСА недавно запустило программу Deep Space Food Challenge — конкурс на получение премии в размере 750 000 долларов за разработку интегрированных продовольственных систем, описанных в статье. На самом деле, один из авторов (Фриче) является экспертом в данной области, что, вероятно, отчасти послужило источником вдохновения для написания статьи. По завершении задания должно быть несколько интересных блюд на вынос, которые смогут попробовать любители глубокого космоса - надеюсь, без каких—либо радиационно-стойких бактерий.
|
|
|
|
Источник
|
