По данным исследования Института изучения Земли и космоса Западного университета, пища из астероидов может помочь будущим космонавтам жить в космосе длительное время без пополнения запасов с Земли.
По утверждению учёных из Западного университета, способ, разработанный при поддержке DARPA и использующий бактерии для преобразования пластмассы в питательную субстанцию, способен обеспечивать продовольствием большое число астронавтов в течение года.
Процесс выращивания пищи из астероидов имеет сложности, включая большой объем материала для получения достаточного количества съедобной биомассы. Тем не менее, исследователи считают, что их исследование показывает потенциал производства еды из космических камней для питания космонавтов в дальнем космосе или колонистов на Марсе.
«Представьте, что человек научится добывать ресурсы для еды в космосе. » — пишут авторы исследования. «В статье рассматриваются способы производства пищи из астероидного материала, используя приёмы переработки пластмассы в еду, разработанные для Земли. ».
Астероидaльная пища богата полезными элементами.
В ходе экспериментов группа WU кормила органическим материалом, схожим с тем, что обнаружили на астероидах, бактериальную культуру для питания. Как предсказывалось, бактерии усваивали материал, увеличиваясь в размерах до внушительной биомассы. По словам ведущего исследователя Джошуа Пирса, выращенная биомасса по текстуре и внешнему виду напоминала карамельный молочный коктейль.
После сбора биомассы ее направили в компанию Eurofins Food Chemistry Testing Madison, Inc. для определения состава питательных веществ. Анализ показал содержание примерно 45 % углеводов, 35 % пищевых волокон, 15 % жира, 32 % белка, 7 % золы и 1 % влаги в органической съедобной биомассе. Несмотря на не совсем сбалансированное соотношение, люди, потребляющие 2 500 калорий в день, как предполагается НАСА, могли бы выжить на таком питании.
Исследователи указывают, что желающие изучать глубины Солнечной системы и пространства за её границами должны Будет требуется меньше получать ресурсов с планеты Земля. ».
Например, объясняют, что доставка продовольствия для шести космонавтов на протяжении года на Марс составит около 12 тонн без упаковки. Потребность в независимой от Земли пище увеличивается у колонистов, желающих основать постоянное поселение на Марсе или другом месте Солнечной системы.
Для разнообразия рациона исследователи изучали изменение биомассы с целью создания более вкусных вариантов. В ходе эксперимента получена субстанция, напоминающая йогурт, которую можно смешивать с ароматизаторами и специями. Высушенная биомасса дала порошок с высоким содержанием питательных веществ, пригодный для кулинарного использования.
Астероид, подобный по размерам Бенне, способен обеспечить продовольствием 17 000 космонавтов на протяжении года.
Несмотря на многообещающие результаты лабораторных исследований, исследователи признают необходимость использования смоделированного астероида вместо настоящего. Для создания еды из астероидов прежде был обращение к владельцам космических камней с предложением о сотрудничестве. По словам Пирса, этот процесс разрушает астероид, « Сборщики камней негативно отреагировали на наши предложения. ».
По словам Пирса, обнаруженные в астероидах углеводороды и другие органические молекулы «довольно точно совпадают» с продуктами питания бактерий, применяемых в экспериментах. Команда указывает, что большой ассортимент углеводородов и других органических соединений в астероидах может влиять на доступность для бактерий веществ, которые те могут преобразовать в съедобную биомассу.
В ходе исследования команда изучила два вида органических веществ из астероида Бенну и метеорита Мерчисон. Самыми распространенными соединениями оказались алифатические углеводороды, что дало возможность определить минимальное количество пищи, которое может произвести такой объект, как Мерчисон.
Второе и наиболее часто встречающееся в таких астероидах вещество углерода — это нерастворимый в растворителях органический материал (IOM). По мнению учёных, комбинация алифатических соединений и IOM может представлять собой « Максимально возможное количество органических веществ, пригодных для изготовления еды. ».
Расчёты показали команде большой разброс возможного производства еды, который зависит от доступности углеродного материала в астероидах при стандартной рационе питания NASA — 2500 калорий в сутки.
Переработка только алифатических углеводородов позволит прокормить около 600 космонавтов астероидом размером с Бенну на протяжении года. При использовании всего углерода при преобразовании возможна поддержка около 17 000 космонавтов в течение того же времени.
«Среднее время существования космонавтов при минимальном сценарии (преобразование только алифатических углеводородов в биомассу) превышает 631 год. В максимальном сценарии (переработка всех компонентов ИОМ в биомассу) это значение увеличивается более чем до 17000 лет. », — пишут авторы исследования.
Путь для освоения космоса человеком
В ходе исследования авторы выявили ряд трудностей, связанных с производством пищи из астероидов. Например, по мнению Пирса, будущим космонавтам потребуется «супермашина», способная разрушить астероидную массу и эффективно регулировать рост бактерий.
Масштабирование процесса также представляет собой значительное препятствие; небольшие миссии справятся с ним лучше крупных. Но для больших постоянных поселений, подобных тем, что планируются на Луне и Марсе, необходимы промышленные мощности для производства достаточного количества пищи из астероидов, чтобы прокормить тысячи людей без пополнения запасов с Земли.
«Полученная масса астероидов, необходимая для питания одного космонавта, огромна. Однако при освоении Солнечной системы это может стать реальным способом добычи пищи. », — пишут авторы исследования. «Полученные результаты позволяют считать данный подход перспективным, однако требуются дальнейшие исследования. ».
Исследование «О возможности получения космической пищи с астероидов» было… в International Journal of Astrobiology.