Όταν σκεφτόμαστε τα συστήματα υποστήριξης της ζωής στο βαθύ διάστημα, πιθανόν να μας έρχεται στο μυαλό κάτι σαν την ταινία “Ο Αρειανός”, όπου ένας αστροναύτης μόλις και μετά βίας τα βγάζει πέρα καλλιεργώντας πατάτες στον αρειανό ρεγκόλιθο. Όμως μια νέα εργασία που δημοσιεύθηκε στο Acta Astronautica σημειώνει ότι η καλλιέργεια τροφής είναι μόνο ένα μικρό μέρος του όλου κύκλου της συντήρησης των αστροναυτών στο διάστημα. Για να καταλάβουμε πόσο δύσκολο θα είναι, πρέπει να δούμε τη συνολική εικόνα.
Το διαστημικό σύστημα διατροφής αποτελείται από πέντε κρίσιμα στοιχεία: την παραγωγή, τη μετασυλλεκτική επεξεργασία, τη διαχείριση των αποβλήτων, την προετοιμασία και την κοινωνικοπολιτιστική πτυχή (κατανάλωση).
Εάν οποιοδήποτε από αυτά τα στοιχεία αποτύχει, ολόκληρο το σύστημα θα μπορούσε να καταρρεύσει και ως αποτέλεσμα θα μπορούσαν κυριολεκτικά όλοι όσοι χρησιμοποιούν το σύστημα να πεθάνουν από την πείνα.
Καταστροφική ακτινοβολία
Η κατασκευή φαίνεται να είναι μια σχετικά απλή διαδικασία. Σίγουρα, θα μπορούσαμε να προ-συσκευάσουμε όλα όσα χρειαζόμαστε για μια πενταετή αποστολή στον Άρη, αλλά αυτό θα πρόσθετε έναν τόνο βάρους, πράγμα που σημαίνει ότι μέρος του φορτίου θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για άλλους σκοπούς. Επίσης, χωρίς ανακύκλωση, η διάθεση των αποβλήτων γίνεται πολύ πιο… σπάταλη.
Η οργανική ύλη από τα ανθρώπινα απόβλητα είναι βασικό συστατικό για την ανάπτυξη των φυτών, οπότε ένας κλειστός κύκλος μεταξύ των δύο είναι ένας από τους καλύτερους τρόπους για τη δημιουργία ενός συστήματος τροφίμων “κλειστού κύκλου”.
Ωστόσο, υπάρχουν και άλλοι παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη. Ένας από αυτούς είναι το περιβάλλον. Η ακτινοβολία είναι πανταχού παρούσα στο βαθύ διάστημα και οι περισσότεροι άνθρωποι γνωρίζουν τις αρνητικές επιπτώσεις που έχει στην ανθρώπινη φυσιολογία. Αλλά επηρεάζει επίσης τα τρόφιμα και τα βακτήρια. Η αποθήκευση τροφίμων για πέντε χρόνια και η προσπάθεια να διατηρηθούν βρώσιμα όταν εκτίθενται συνεχώς σε ακτινοβολία είναι ένας σίγουρος δρόμος προς την καταστροφή.
Σε αυτό το στάδιο, οι επιστήμονες δεν είναι καν σίγουροι ότι μπορούν να αποθηκεύσουν με ασφάλεια τρόφιμα υπό αυτές τις συνθήκες για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα. Ακόμα και αν ήταν δυνατόν, η ακτινοβολία θα μπορούσε να προκαλέσει τη μετάλλαξη των βακτηρίων, καθιστώντας τα δυνητικά πιο επικίνδυνα και πιο δύσκολο να καταστραφούν. Είναι απίθανο να είναι δυνατόν να διατηρηθούν τα συστήματα υποστήριξης της ζωής αν όλοι στην αποστολή έχουν τροφική δηλητηρίαση.
Νόμοι της φυσικής εναντίον της μαγειρικής
Μια άλλη πτυχή του περιβάλλοντος είναι η ίδια η διαδικασία μαγειρέματος. Αν και έχει κάποια ψυχολογικά οφέλη (τα οποία θα συζητήσουμε λίγο αργότερα), οι νόμοι της φυσικής λειτουργούν διαφορετικά στη μικροβαρύτητα ή στη χαμηλή βαρύτητα.
Στη μικροβαρύτητα ή στη μερική βαρύτητα, τα υγρά, η θερμότητα και τα σωματίδια συμπεριφέρονται περίεργα, και όλα αυτά είναι κρίσιμα μέρη της διαδικασίας μαγειρέματος. Όχι μόνο θα πρέπει να κατασκευάσουμε συστήματα ειδικά προσαρμοσμένα για χρήση σε τέτοια περιβάλλοντα, αλλά θα πρέπει επίσης να εκπαιδεύσουμε τους αστροναύτες να μαγειρεύουν σε συνθήκες που κανείς δεν έχει μαγειρέψει ποτέ στο παρελθόν.
Οι πρώτοι αστροναύτες που θα σταλούν στον Άρη θα είναι αναμφίβολα μερικοί από τους πιο ψυχολογικά σταθερούς (και διεξοδικά δοκιμασμένους) ανθρώπους στην ιστορία. Ωστόσο, ακόμη και αυτοί θα χρειαστούν υποστήριξη κατά τη διάρκεια μιας πολυετούς αποστολής στον Κόκκινο Πλανήτη. Η τροφή μπορεί να βοηθήσει: υπάρχουν στοιχεία ότι η καλλιέργεια και το μαγείρεμα έχουν θετική επίδραση στην ψυχολογική ευεξία.
Ωστόσο, το μαγείρεμα αφαιρεί χρόνο που θα μπορούσε να αφιερωθεί σε άλλες σημαντικές εργασίες, όπως η άσκηση ή η πλοήγηση. Έτσι, πρέπει να γίνει ένας συμβιβασμός μεταξύ των ψυχολογικών οφελών αυτών των συστημάτων και του κόστους ευκαιρίας άλλων σημαντικών καθηκόντων.
Δεν θέλω άλλες πατάτες!
Ένα άλλο σημαντικό πρόβλημα για τους αστροναύτες είναι η “κόπωση του μενού”. Αν τρώτε τα ίδια θρεπτικά ζυμαρικά κάθε μέρα για πέντε χρόνια, είναι πιθανό ότι με την πάροδο του χρόνου θα αρχίσετε να τρώτε λιγότερα από αυτά, απλώς και μόνο επειδή τα βαριέστε. Αν ένα προϊόν δεν έχει “οργανοληπτικές ιδιότητες” (δηλαδή γεύση, υφή και οσμή), είναι πιθανό οι αστροναύτες να το πετάξουν αντί να το φάνε, και αυτό δεν θα ωφελήσει κανέναν.
Σε κάθε περίπτωση, ο υποσιτισμός κατά τη διάρκεια μιας πολυετούς αποστολής στο βαθύ διάστημα είναι ένας σίγουρος δρόμος προς την καταστροφή.
Όλοι αυτοί οι παράγοντες καθιστούν τη δημιουργία συστημάτων διατροφής για το βαθύ διάστημα ένα τόσο δύσκολο έργο. Για να βεβαιωθούν ότι το σύστημα θα λειτουργήσει πριν το δοκιμάσουν σε μια πραγματική αποστολή, οι συγγραφείς προτείνουν τις λύσεις τους.
Πρέπει να δημιουργήσουμε έναν “ψηφιακό δίδυμο” του συστήματος τροφίμων, συμπεριλαμβανομένων μοντέλων για το πώς αλληλεπιδρούν οι διάφορες τεχνολογίες, καθώς και για τις εισροές και τις εκροές του ίδιου του συστήματος. Αυτό μπορεί επίσης να είναι χρήσιμο για τη μοντελοποίηση των αστοχιών που μπορούν να αντιμετωπιστούν με το να γίνει το σύστημα “σπονδυλωτό”, με εύκολα αντικαταστάσιμα ή εναλλάξιμα μέρη, έτσι ώστε μια αστοχία να μην βγάλει εκτός λειτουργίας ολόκληρο το σύστημα παραγωγής τροφίμων.
Ωστόσο, για να βεβαιωθούμε πραγματικά ότι το σύστημα λειτουργεί, πρέπει πρώτα να το δοκιμάσουμε στη Γη. Φυσικά, δεν θα είναι σε θέση να προσομοιώσει την πολυπλοκότητα του μαγειρέματος σε συνθήκες μικροβαρύτητας ή τους κινδύνους ακτινοβολίας του διαστήματος, αλλά τουλάχιστον από κάπου πρέπει να ξεκινήσουμε.
