Aszteroidákból készült ételeket esznek majd az űrhajósok?
A Western University Föld- és Űrkutatási Intézetének kutatása szerint az aszteroidákból készült ételek segíthetik a jövő űrhajósait abban, hogy éveken át ellássák magukat a Földről érkező utánpótlás nélkül.
A DARPA által finanszírozott eljárás, amely baktériumokat használ műanyaghulladék élelemmé alakítására, elméletileg százak vagy akár ezrek számára nyújthatna megoldást egy éven át – állítják a kutatók.
A módszer jelentős kihívásokkal jár, például hatalmas mennyiségű aszteroidás anyagra lenne szükség ahhoz, hogy elegendő ehető biomasszát állítsanak elő. Azonban a kutatók úgy vélik, hogy tanulmányuk megmutatja: az űrsziklákból származó ételek elkészítése életképes megoldás lehet a mélyűri missziók vagy a Marson élő telepesek ellátására.
„Mi lenne, ha az emberiség képes lenne nyersanyagokat beszerezni az űrben, hogy ott állítsunk elő élelmiszert?” – írják a tanulmány szerzői. „Ez a cikk olyan módszereket vizsgál, amelyek lehetővé tennék ezt a Földön műanyaghulladék élelemmé alakítására fejlesztett technikák űrbeli alkalmazásával.”
Az aszteroidákból készült étel értékes tápanyagokat tartalmaz
A Western University kutatócsoportja egy sor kísérlet során aszteroidákon található anyaghoz hasonló szerves anyaggal etetett egy baktériumtörzset, amely ezt élelemként használta. Ahogyan várták, a baktériumok elfogyasztották az anyagot, és jelentős biomasszát hoztak létre. A tanulmány vezető kutatója, Joshua Pierce szerint az újonnan kifejlesztett biomassza textúrája és megjelenése leginkább egy karamellás turmixra emlékeztetett.
A biomasszát betakarítás után a kutatók a Eurofins Food Chemistry Testing Madison, Inc-hez küldték táplálkozási elemzésre. Az eredmények szerint az organikus, ehető biomassza körülbelül 45%-ban szénhidrátokat tartalmazott (ebből 35% élelmi rost), továbbá 15% zsírt, 32% fehérjét, 7% hamut és 1% nedvességet. Bár ez nem tökéletes tápanyag-arány, az emberek túlélhetnék NASA-számítások szerint a napi 2500 kalória elfogyasztásával.
A tanulmány szerzői rámutatnak, hogy ha az emberiség mélyebben kívánja felfedezni a Naprendszert, „elengedhetetlen lesz a Földről érkező utánpótlástól való függőség csökkentése.”
Például egy hat fős, egyéves Mars-misszió számára elegendő élelmiszer küldése csomagolás nélkül is körülbelül 12 tonnát nyomna. Azok számára, akik állandó településeket terveznek létrehozni a Marson vagy máshol a Naprendszerben, az élelmiszer-függetlenség még fontosabbá válik.
Mivel az emberek étrendjében szükség van változatosságra, a csapat kísérletezett a biomassza ízletesebb alternatívákká alakításával. Az egyik teszt során egy joghurtszerű anyagot hoztak létre, amely ízesítéssel vagy fűszerezéssel tovább javítható. A biomassza kiszárításával tápanyagdús por készült, amely különféle konyhai felhasználásra alkalmas.
Egy Bennu méretű aszteroida 17 000 űrhajóst táplálhatna egy éven át
Bár a csapat laboratóriumi eredményei ígéretesek voltak, a kutatók kénytelenek voltak szimulált aszteroidát használni egy valódi helyett. Megkerestek néhány űrszikla-tulajdonost, hogy tesztelésre használhassák kőzeteiket, de mivel az eljárás megsemmisíti az aszteroidát, Pierce elmondása szerint „a kőgyűjtők nem örültek ezeknek a javaslatoknak.”
Szerencsére Pierce szerint az aszteroidákban található szénhidrogének és egyéb szerves molekulák „meglehetősen jól illeszkednek” azokhoz az anyagokhoz, amelyeket a kísérletekben használt baktériumok már képesek elfogyasztani. A kutatók szerint az aszteroidákban található szénhidrogének és egyéb szerves vegyületek széles skálája befolyásolhatja az elérhető biomassza mennyiségét.
Ebben a tanulmányban a csapat kétféle aszteroidán található szerves anyagot vizsgált: a Bennu aszteroidát és a Murchison meteoritot. A legkönnyebben hozzáférhető vegyületek az alifás szénhidrogének voltak, amelyek matematikai „alsó határként” szolgáltak az aszteroidákból készült ételek mennyiségének meghatározására.
A második, leggyakoribb szénmolekula az ilyen típusú aszteroidákban az oldhatatlan szerves anyag (IOM). Elméletben a kutatók szerint az alifás vegyületek és az IOM kombinációja képviseli „az organikus anyag maximális mennyiségét, amely elméletileg élelmiszer-előállításra fordítható.”
Számításaik szerint, ha csak az alifás szénhidrogének konvertálhatók, egy Bennu méretű aszteroida körülbelül 600 űrhajóst táplálhatna egy évig. Azonban ha az összes szénkomponens átalakítható lenne, ugyanaz az űrszikla körülbelül 17 000 űrhajós ellátására lenne képes ugyanennyi idő alatt.
Az emberi űrkutatás jövője
A tanulmány zárásában a szerzők több kihívást is kiemeltek az aszteroidákból készült ételek létrehozásával kapcsolatban. Például Pierce szerint a jövő űrkutatóinak egy „szupergépre” lenne szükségük az aszteroida anyag lebontásához és a baktériumok hatékony termesztéséhez.
Az eljárás méretezhetősége is jelentős akadályt jelent; kisebb küldetések könnyebben kezelhetik ezt, mint nagyobbak. Azonban nagy, állandó települések – mint a Holdra vagy a Marsra tervezettek – ipari léptékű létesítményeket igényelnének ahhoz, hogy elegendő élelmet állítsanak elő, és megszüntessék a Földről érkező utánpótlás szükségességét.
„Azok az értékek, amelyek megmutatják, hogy mennyi aszteroidatömeget kell feldolgozni egyetlen űrhajós ellátásához, nagyok, de ha az emberi űrkutatás megvalósításra kerül, ez egy lehetséges út lehet” – írják a szerzők. „A tanulmány eredményei alapján ez az eljárás ígéretes, de jelentős további munkára van szükség.”