BOSTON - 5.HELMIKUU: Sukeltaja ui ylösalaisin suuressa säiliössään, josta hänen evänsä näkivät, kun kala ui ohi yhdessä New England Aquarium -näyttelyssä Bostonissa.David L.Ryan / The Boston Globe kautta Getty Images Debbie Reynoldsin museo las vegasissa
Voisiko akvaario auttaa meitä pääsemään Marsille? Tutkijaryhmä on etsinyt parhaita proteiinilähteitä tulevia pitkän matkan avaruusoperaatioita varten. Toistaiseksi näyttää siltä, että kala ja äyriäiset saattavat olla vastaus.
Nykyiset avaruusoperaatiot riippuvat varastoiduista annoksista tai maapallon täydentävistä tehtävistä ruoan, veden ja tarvikkeiden toimittamiseksi miehistöön. Pitkäkestoisemmissa tehtävissä, kuten Marsiin matkustaminen, järjestelmä ei kuitenkaan ole toteutettavissa. Tämän seurauksena NASA tutkii nyt, kuinka astronautit voisivat kasvaa ja kerätä omaa ruokaansa aluksella täydentääkseen valmiiksi pakattuja annoksia.
Kasvit ovat tarpeeksi helppoja kasvaa avaruudessa , mutta proteiinilähteen löytäminen on paljon suurempi haaste. Luke Robersonin ja Tracy Fanaran mukaan, jotka työskentelivät uusi tutkimus monitieteisten tutkijoiden kanssa avain ei ole vain oikean lajin valitsemisessa, vaan myös sellaisen ympäristön luomisessa ja ylläpitämisessä, jossa he voivat menestyä.
Ensimmäinen haaste on tunnistaa, mitkä järjestelmät voivat olla kestäviä, toimia mikropainovoimalla ja tarjota ravintosisältöä, joka kestää noin kahden vuoden matkan Marsille, kertoo tohtori Roberson, NASA: n lentotutkimuksen johtava tutkija. Geneettisen monimuotoisuuden ylläpitäminen suljetussa ekosysteemissä on myös lisähaasteena.
Katso myös: NASA: n, Kiinan ja Yhdistyneiden arabiemiirikuntien koettimet kilpailevat Marsille, helmikuussa laskeutuessa näkyviin
Täältä tulevat kalat. Kalat voidaan viedä avaruuteen hedelmöitettyinä munasoluina ja kasvattaa sitten täysikokoisiksi aluksella. A 2020-tutkimus testasi värähtelyjen vaikutusta eurooppalaisiin meribassi- ja kivimassamuniin jäljittelemällä avaruuslennon laukaisun vaikutusta. Montpelierin yliopiston ja Ranskan merentutkimuslaitoksen (Ifremer) työryhmä havaitsi, että munat pystyivät kestämään ääriolosuhteet ja kuoriutuvat edelleen.
Kalat sopeutuvat myös suhteellisen hyvin muutettuun painovoimaan ja niiden lisääntymissykli on helposti hallittavissa. Kasvinsyöjäkalat, kuten tilapia, voivat syödä kasviperäisiä vesiviljelyjärjestelmiä, jotka eivät sovellu ihmisille. Ne ovat myös tehokas proteiinilähde, ja Roberson uskoo, että heitä tulisi harkita Lunar Base -alustalle.
Kalojen haasteena on, että he tarvitsevat suuren määrän vettä, varoittaa Fanara , joka on ympäristöinsinööri ja tutkija Floridan Mote Marine -tutkimuslaboratoriossa. He tarvitsevat myös hyvän vedenlaadun, joten tarvitaan myös muita suodatinsyöttölajeja tasapainoisen ekosysteemin ylläpitämiseksi aluksella. Robersonin mukaan NASA työskentelee kasvisysteemien parissa, jotka voivat tuottaa kasviproteiineja puhdistamalla jätevettä vesiviljelyjärjestelmissä.
Tutkijat ovat myös tutkineet mahdollisuuksia käyttää vesimollakoita, kuten etanoita tai whelkejä ja jopa syötäviä hyönteisiä auttaakseen astronautteja tulevissa tehtävissä. Henkilökohtaisesti katkaravut ovat suosikkini, Roberson sanoo. Oikeassa tilanteessa on kuitenkin loistava tapaus simpukoille ja etanoille.
Simpukat ovat tehokkaita suodatinsyöttölaitteita ja etanat ovat erittäin joustavia ja niiden proteiinipitoisuus on korkea, Fanara kertoo. Lajien monimuotoisuus on olennaista ekosysteemin tasapainon kannalta.
Tällä hetkellä NASA käyttää yhdistelmää ilmaisia kuivattuja tai pakattuja aterioita kansainvälisellä avaruusasemalla (ISS) auttaakseen miehistön jäseniä, mutta pidemmillä tehtävillä on vakavia paino- ja tilavuusrajoituksia. On myös kysymys astronauttien hyvinvoinnista.
Katso myös: NASA valmistautuu viimeiseen testiin ennen ensimmäistä Artemis Moon -matkaa vuonna 2021
Kuvittele päivällisesi seitsemän kuukauden ajan Mars-matkan aikana alkaen normaalista ruokavalinnastasi. Sitten yksi kuukausi matkalle tuore ruoka pilaantuu ja sinulle jää purkitettuja, pakattuja, pakastekuivattuja tai pakastettuja ruokia seuraavien kuuden kuukauden ajan Marsille, pari päivää Marsille ja seitsemän kuukautta sitten. Se ei kuulosta ruokahalulta, Roberson sanoo tarjoavan aliarviointia.
Vaihtoehto on löytää tapa tarjota tuoretta ruokaa aluksella. Vuodesta 2014 NASA on työskennellyt kasvien kasvattamiseksi ISS: llä tämän ongelman ratkaisemiseksi. Nyt saatat pystyä rakentamaan mikrovihreän salaatin tuotantojärjestelmän, jos otat mukaasi tarpeeksi lannoitetta kasvattaa papuja proteiinin lähteenä.
Avaruuslennon ravitsemukselliset ohjeet suosittelevat kuitenkin, että 60 prosenttia - kaksi kolmasosaa proteiinin kokonaiskulutuksesta tulee eläimiltä. Siksi on välttämätöntä löytää toimiva proteiinituotantojärjestelmä.
Elävien organismien pitämisellä aluksella on tietysti muita etuja aterioiden lisäksi.
Täällä ajatus akvaariosta avaruudessa tulee hauskaksi, Roberson sanoo. Monissa kodeissa ja yrityksissä ympäri maata on akvaarioita vain tunnelman ja psykologisten vaikutusten vuoksi. Tutkimukset osoittavat, että elävien kalojen katselu vain viisi minuuttia voi vähentää ahdistusta, samalla lisätä rentoutumista ja parantaa mielialaa.
Katkaravut voivat olla hyödyllisiä myös mukavan elämän luomiseksi avaruusalukselle. Ne ovat hyvin karismaattisia ja parantavat astronautin kokemusta, Fanara sanoo auttaakseen astronautteja tuntemaan maan.
Roberson on yhtä mieltä siitä, että ihmiset ovat jumissa avaruusaluksessa 16-18 kuukautta. Näemme tämän ISS: ssä, kun astronautit tulevat käymään kasveilla ja tarkastavat ne. Se tarjoaa heille kodin tunteen. Akvaarioilla olisi suurempi vaikutus ihmisen psykologiseen tasapainoon.
Seuraava askel tiimille on suunnitella tutkimus, jossa selvitetään, onko mahdollista luoda tasapainoinen ja kestävä ekosysteemi samoissa olosuhteissa kuin mitä odotat avaruusaluksella. Jos saavutamme tämän, tuotettu tekniikka on uskomaton askel avaruusmatkoille, mutta myös uraauurtava myös maapallon vesijärjestelmille, Fanara sanoo.
Minusta tämän työn mielenkiintoisin osa on, että se on ensimmäinen askel suunnittelemaan vesiviljelyjärjestelmä, jota voidaan käyttää veden laadun parantamiseen ja kestävän ruoan lähteen tarjoamiseen, Fanara sanoo. Ympäristöinsinöörinä tämä on unelmaprojekti yhdistää muotoilu biologian, hydrologian, fysiikan ja kemian kanssa tekemään jotain, jota kukaan ei ole koskaan tehnyt.
