Производство питания для колоний на Марсе и других планетах — необходимый аспект работы колонии. Однако оно не ограничивается только выращиванием продуктов. В новой статье, опубликованной в журнале Acta Astronautica Тором Бломквистом и Ральфом Фриче, отмечается, что выращивание продуктов питания — это лишь небольшая часть всего цикла обеспечения космонавтов продовольствием в космосе. Чтобы по-настоящему понять, насколько это будет сложно, мы должны рассмотреть всю картину в целом.
Авторы разбивают систему космического питания на пять критически важных элементов:
производство;
действия после сбора урожая;
управление отходами;
приготовление;
социокультурный аспект (потребление).
Если какой-либо из этих элементов выходит из строя, вся система может рухнуть. Например, новая гидропонная система может производить невероятные урожаи питательных культур, но если отходы от неё не получится эффективно переработать, сама технология будет полезна только до тех пор, пока для её поддержки можно будет поставлять новое сырьё, а в глубоком космосе это, скорее всего, не получится делать регулярно.
Мы могли бы заранее упаковать всё необходимое для пятилетней миссии на Марс, но это добавило бы тонну веса к миссии, который хотелось бы использовать для других нужд. Кроме того, без выращивания продуктов питания становится проблемным управление отходами. Органические вещества, содержащиеся в человеческих отходах, вносят ключевой вклад в цикл роста растений, поэтому замкнутый цикл между этими двумя системами является одним из лучших способов создания «замкнутой» продовольственной системы.
Однако есть и другие факторы, которые необходимо учитывать. Один из них — окружающая среда. Радиация широко распространена в миссиях в глубоком космосе, и большинство людей понимаю�� её негативное влияние на физиологию человека. Но она также влияет на пищу и на бактерии. Хранить пищу в течение пяти лет в съедобном состоянии под воздействием радиации чрезвычайно сложно. На данном этапе наших исследований мы даже не уверены, что можем безопасно упаковывать продукты на такой длительный срок в этих условиях. Даже если бы мы могли, радиация может вызвать мутацию бактерий, сделав их потенциально более опасными.
Ещё одним аспектом окружающей среды является сам процесс приготовления пищи. Хотя это даёт определённую психологическую пользу, в условиях микрогравитации или низкой гравитации физические законы проявляются иначе. Жидкости ведут себя необычно в условиях микрогравитации или частичной гравитации, как и тепло и частицы, которые являются важными компонентами приготовления пищи. Нам не только придётся создать системы, специально адаптированные для использования в этих условиях, но и обучить космонавтов тому, как готовить пищу в условиях, с которыми никто раньше не сталкивался.
Первые космонавты, которые полетят на Марс, несомненно, будут одними из самых психологически уравновешенных (и тщательно проверенных) людей в истории. Однако даже им понадобится определённая поддержка во время многолетней миссии на Красную планету. Еда может помочь в этом, поскольку есть доказательства того, что выращивание урожая и приготовление пищи дают психологический заряд. Однако это отнимает время от других важных задач миссии, таких как физические упражнения или навигация, поэтому необходимо найти компромисс между психологической пользой, которую приносят эти системы, и альтернативными издержками, связанными с выполнением других важных задач миссии.
Усталость от однообразного меню — ещё одна реальная проблема для космонавтов. Если вы пять лет подряд ежедневно едите одну и ту же питательную пасту, вполне вероятно, что через некоторое время вы будете есть её меньше просто потому, что она вам надоела. Если пище не хватает «органолептической привлекательности» (то есть вкуса, текстуры и запаха), то, скорее всего, космонавты просто выбросят её, а не съедят, и тогда она не будет иметь никакой ценности.
Все эти соображения делают организацию системы питания в глубоком космосе сложной задачей. Чтобы убедиться, что мы разработали функционирующую систему, прежде чем испытывать её в реальной миссии, авторы предлагают несколько рекомендаций. Можно создать «цифровой двойник» пищевой системы, включая модели взаимодействия различных технологий, а также входные и выходные параметры самой системы. Это также может быть полезно для моделирования сбоев, которые можно смягчить, сделав систему «модульной», с легко заменяемыми или взаимозаменяемыми частями, чтобы один сбой не уничтожил всю пищевую сеть. Однако, чтобы действительно доказать, что система работает, мы должны сначала протестировать её на месте — хотя это не сможет имитировать проблемы приготовления пищи в условиях микрогравитации или опасность радиации в глубоком космосе, по крайней мере, это отправная точка.
