Při představě systémů podpory života v hlubokém vesmíru se nám pravděpodobně vybaví něco jako film „Marťan“, kde si astronaut sotva vystačí s pěstováním brambor v marťanském regolitu. Nový článek publikovaný v časopise Acta Astronautica však upozorňuje, že pěstování potravin je jen malou částí celého cyklu vyživování astronautů ve vesmíru. Abychom pochopili, jak obtížné to bude, musíme se podívat na širší souvislosti.
Kosmický potravinový systém se skládá z pěti kritických prvků: produkce, posklizňového zpracování, nakládání s odpady, přípravy a sociokulturního aspektu (spotřeby).
Pokud by některý z těchto prvků selhal, celý systém by se mohl zhroutit a doslova každý, kdo jej využívá, by v důsledku toho mohl zemřít hlady.
Ničivá radiace
Výroba se zdá být relativně jednoduchým procesem. Jistě, mohli bychom předem zabalit vše, co potřebujeme pro pětiletou misi na Mars, ale to by přidalo tunu hmotnosti, což znamená, že část nákladu by mohla být použita k jiným účelům. Bez recyklace se navíc likvidace odpadu stává mnohem… neekonomičtější.
Organická hmota z lidského odpadu je klíčovou složkou pro růst rostlin, takže uzavřená smyčka mezi nimi je jedním z nejlepších způsobů, jak vytvořit „uzavřenou smyčku“ potravinového systému.
Je však třeba vzít v úvahu i další faktory. Jedním z nich je životní prostředí. Záření je v hlubokém vesmíru všudypřítomné a většina lidí si je vědoma jeho negativních účinků na lidskou fyziologii. Ovlivňuje však také potraviny a bakterie. Skladovat potraviny po dobu pěti let a snažit se je udržet poživatelné, když jsou neustále vystaveny radiaci, je jistou cestou ke katastrofě.
V této fázi si vědci ani nejsou jisti, zda mohou potraviny v těchto podmínkách bezpečně skladovat tak dlouho. I kdyby to bylo možné, záření by mohlo způsobit, že bakterie zmutují, což by je učinilo potenciálně nebezpečnějšími a hůře zničitelnými. Je nepravděpodobné, že by bylo možné udržet systémy podpory života, pokud by všichni účastníci mise měli otravu jídlem.
Fyzikální zákony vs. vaření
Dalším aspektem prostředí je samotný proces vaření. Přestože má určité psychologické výhody (o kterých si povíme o něco později), fyzikální zákony fungují v mikrogravitaci nebo nízké gravitaci jinak.
V mikrogravitaci nebo částečné gravitaci se kapaliny, teplo a částice chovají zvláštně, a to vše jsou klíčové součásti procesu vaření. Nejenže budeme muset sestrojit systémy speciálně uzpůsobené pro použití v takovém prostředí, ale také budeme muset vycvičit astronauty k vaření v podmínkách, ve kterých ještě nikdo nikdy nevařil.
První astronauti vyslaní na Mars budou nepochybně jedni z psychicky nejstabilnějších (a nejdůkladněji otestovaných) lidí v historii. I oni však budou během několikaleté mise na Rudou planetu potřebovat podporu. Pomoci může jídlo: existují důkazy, že pěstování plodin a vaření má pozitivní vliv na psychickou pohodu.
Vaření však ubírá čas, který by mohl být věnován jiným důležitým úkolům, jako je cvičení nebo navigace. Je tedy třeba hledat kompromis mezi psychologickým přínosem těchto systémů a náklady obětované příležitosti pro jiné důležité úkoly.
Už nechci žádné brambory!
Dalším velkým problémem astronautů je „únava z jídelníčku“. Pokud budete pět let jíst každý den stejné výživné těstoviny, je pravděpodobné, že jich časem začnete jíst méně prostě proto, že vás omrzí. Pokud výrobek nemá žádné „organoleptické vlastnosti“ (tj. chuť, strukturu a vůni), je pravděpodobné, že ho astronauti prostě vyhodí, místo aby ho snědli, a nikomu to neprospěje.
V každém případě je podvýživa během mnohaleté mise do hlubokého vesmíru jistou cestou ke katastrofě.
Všechny tyto faktory způsobují, že vytvoření potravinových systémů pro hluboký vesmír je tak náročný úkol. Aby se autoři ujistili, že systém bude fungovat, než ho vyzkouší v reálné misi, navrhují svá řešení.
Je třeba vytvořit „digitální dvojče“ potravinového systému, včetně modelů interakce různých technologií a také vstupů a výstupů samotného systému. To může být užitečné i pro modelování poruch, které lze řešit tím, že systém bude „modulární“, se snadno nahraditelnými nebo vyměnitelnými částmi, takže jedna porucha nevyřadí celý systém výroby potravin.
Abychom si však byli skutečně jisti, že systém funguje, musíme jej nejprve otestovat na Zemi. Samozřejmě nebude schopen simulovat složitost vaření v mikrogravitaci nebo radiační nebezpečí ve vesmíru, ale alespoň někde musíme začít.
